表达载体和特殊用途的载体
摘要:目的基因能够有效转入受体细胞,并在其中维持高效表达,很大程度上取决于所采用的载体,载体的改进和新载体的构建是基因工程研究中十分重要的内容。表达载体和特殊用途的载体是在克隆载体的基础上不断发展起来的,其构建原理和构建步骤各有特点,随着载体的发展,表达载体和特殊用途的载体发挥着越来越大的作用。
关键词:表达载体  特殊用途的载体  构建原理  构建步骤   应用 1 表达载体
1.1 表达载体的概念
表达载体是可携带DNA片段进入宿主细胞进行复制并进行转录、翻译的载体。一般在克隆载体基础上增加了基因表达的元件。表达载体的类型很多可分为质粒表达载体、病毒表达载体、人工染色体和可转移表达载体等类型。每种类型中的不同载体又有其不同的适用宿主。 1.2表达载体构建原理
1.21 质粒表达载体构建原理和步骤     质粒表达载体组成:在以质粒为基本骨架的克隆载体的基础上,组装启动子、转录终止子和核糖体结合位点等表达元件而构建成的。质粒表达载体又可以分为原核表达载体和酵母表达载体。 1.211 原核表达载体构建原理和步骤
首先,原核表达载体的表达元件主要包括启动子、转录终止子和核糖体结合位点。其中,启动子主要有lac,trp,tac,T7噬菌体启动子和1PL启动子。
根据其表达方式,可分为组成型表达,诱导型表达,融合型表达(表达载体的多克隆位点上有一段融合表达标签(tag),表达为融合蛋白(N端融合或C端融合),可方便后续的蛋白分离纯化或检测。GST(谷胱苷肽S转移酶基因标签或6×His标签),分泌型表达。
原核表达载体构建原理: 1.获得目的基因
(1)通过PCR方法:以含目的基因的克隆质粒为模板,按基因序列设计一对引物(在上游和下游引物分别引入不同的酶切位点),PCR循环获得所需基因片段。(2)通过RT-PCR方法:提取总RNA,以mRNA为模板,逆转录形成cDNA第一链,以逆转录产物为模板进行PCR循环获得产物。
2 构建重组表达载体
(1)载体酶切:将表达质粒用性内切酶(同引物的酶切位点)进行双酶切,酶切产物行琼脂糖电泳后,用胶回收Kit或冻融法回收载体大片段。(2)PCR产物双酶切后回收,在T4DNA连接酶作用下连接入载体。     3 获得含重组表达质粒的表达菌种
(1)将连接产物转化大肠杆菌,根据重组载体的标志(抗Amp或蓝白斑)作筛选,挑取单斑,碱裂解法小量抽提质粒,双酶切初步鉴定。(2)测序验证目的基因的插入方向及阅读框架均正确,进入下步操作。否则应筛选更多克隆,重复亚克隆或亚克隆至不同酶切位点,(3) 以此重组质粒DNA转化表达宿主菌的感受态细胞。
典型的原核表达载体:pGEX-4T-1是pGEX系列载体之一,由pBR322基本
骨架改造而来,带ampr,在启动子tac和多克隆位点之间加入2个与表达蛋白分离纯化和检测有关的序列,其一是GST:其二是凝血蛋白酶切割位点的编码序列,当外源基因插入后,可在大肠杆菌BL21菌株中表达,产生融合蛋白。
    pGEX-4T-1 原核表达载体
1.212 酵母表达载体构建原理和步骤
由于原核生物和真核生物存在糖基化、酰基化等翻译后修饰反应机制的差异,真核基因的原核表达难以获得有活性的蛋白。酵母成为真核表达的首选系统。