中文名稱(chēng):異丙基-beta-D-硫代半乳糖吡喃糖苷

英文名稱(chēng):IPTG

CAS號(hào):367-93-1

分子式:C9H18O5S

分子量:238.3

EINECS號(hào):206-703-0

熔點(diǎn):105°C

比旋光度:-31o(c=1,water)

沸點(diǎn):350.9°C(rough estimate)

密度:1.3329(rough estimate)

折射率:1.5060(estimate)

儲(chǔ)存條件:2-8°C;遮光，密閉保存。

溶解度:Soluble in Water or Methanol.

酸度系數(shù)(pKa):13.00±0.70(Predicted)

形態(tài):Crystalline Powder

顏色:White

水溶解性:soluble

穩(wěn)定性:Stable,Incompatible with strong oxidizing agents.

概述

異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)是一種作用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑,不被細(xì)菌代謝而十分穩(wěn)定,因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。IPTG常用于需要誘導(dǎo)β-半乳糖苷酶活性的克隆實(shí)驗(yàn)。它常與X-Gal或Bluo-Gal結(jié)合使用，用于重組細(xì)菌菌落的藍(lán)白篩選，這些菌落可以誘導(dǎo)lac操縱子在大腸桿菌中的表達(dá)。IPTG與lacI阻遏蛋白結(jié)合并改變其構(gòu)象而發(fā)揮作用，防止β-半乳糖苷酶編碼基因lacZ的抑制。

誘導(dǎo)原理

E.coli的乳糖操縱子（元）含Z、Y及A三個(gè)結(jié)構(gòu)基因，分別編碼半乳糖苷酶、透酶和乙?；D(zhuǎn)移酶，此外還有一個(gè)操縱序列O、一個(gè)啟動(dòng)序列P及一個(gè)調(diào)節(jié)基因I。I基因編碼一種阻遏蛋白，后者與O序列結(jié)合，使操縱子（元）受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。在啟動(dòng)序列P上游還有一個(gè)分解（代謝）物基因激活蛋白（CAP）結(jié)合位點(diǎn)。由P序列、O序列和CAP結(jié)合位點(diǎn)共同構(gòu)成lac操縱子的調(diào)控區(qū)，三個(gè)酶的編碼基因即由同一調(diào)控區(qū)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)基因產(chǎn)物的協(xié)調(diào)表達(dá)。在沒(méi)有乳糖存在時(shí)，lac操縱子（元）處于阻遏狀態(tài)。此時(shí)，I序列在PI啟動(dòng)序列操縱下表達(dá)的Lac阻遏蛋白與O序列結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與P序列結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄起動(dòng)。當(dāng)有乳糖存在時(shí)，lac操縱子（元）即可被誘導(dǎo)。在這個(gè)操縱子（元）體系中，真正的誘導(dǎo)劑并非乳糖本身。乳糖進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)β-半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)楫惾樘?。后者作為一種誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離、發(fā)生轉(zhuǎn)錄。異丙基硫代半乳糖苷（IPTG）的作用與異乳糖相同，是一種作用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑，不被細(xì)菌代謝而十分穩(wěn)定，因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。

IPTG的優(yōu)點(diǎn)

1.能誘導(dǎo)酶的合成，但又不被分解的分子，稱(chēng)為安慰誘導(dǎo)物。由于乳糖雖可誘導(dǎo)酶的合成，但又隨之分解，產(chǎn)生很多復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，因此人們常用安慰誘導(dǎo)物來(lái)進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)。2.IPTG不被菌體代謝，為乳糖類(lèi)似物，一旦進(jìn)入細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生持續(xù)長(zhǎng)久的誘導(dǎo)效果，所以IPTG的誘導(dǎo)效率高，往往只需要很少量(1mmol/L)即可達(dá)到理想誘導(dǎo)效果。由于IPTG不被代謝，在胞內(nèi)專(zhuān)一誘導(dǎo)外源蛋白的表達(dá)。不受細(xì)胞代謝的影響，誘導(dǎo)效果持續(xù)穩(wěn)定。乳糖有雙效作用，既能做為誘導(dǎo)劑異乳糖的前體物質(zhì)，又可以做碳源，在誘導(dǎo)過(guò)程中，很不穩(wěn)定，IPTG因其優(yōu)異的穩(wěn)定性決定了它適合做實(shí)驗(yàn)研究用。

3.IPTG能在缺乏lacY基因下而有效地被抄送。

4.半乳糖苷鍵中用硫代替了氧，失去了水解活性，但硫代半乳糖苷和同源的氧代化合物與酶位點(diǎn)的親和力相同，IPTG雖不為β–半乳糖苷酶所識(shí)別，但它是lac基因簇十分有效的誘導(dǎo)物。使用方法：首先把IPTG配制成23.83mg/ml(100mM)的水溶液，并進(jìn)行過(guò)濾除菌后保存。然后在100ml的瓊脂培養(yǎng)基中，加入100μl的上述溶液、200μl的X-Gal(20mg/ml的二甲基甲酰胺(DMF)溶液)和100μl的Amp(100mg/ml)，制作成IPTG、X-Gal、Amp平板培養(yǎng)基。當(dāng)dna片段插入至pUC系列載體(或其他帶有l(wèi)acZ、Amp基因載體)，然后轉(zhuǎn)化至lacZ缺失細(xì)胞中后，涂布上述的IPTG、X–Gal、Amp平板培養(yǎng)基，可根據(jù)長(zhǎng)出菌體的藍(lán)白色，而方便地挑選出基因重組體(白色為具有DNA插入片段的基因重組體)。

用途

分子生物學(xué)試劑，常用于藍(lán)白斑篩選及IPTG誘導(dǎo)的細(xì)菌內(nèi)的蛋白表達(dá)等，是β-半乳糖苷酶和β-半乳糖透酶的誘導(dǎo)劑，不被β-半乳糖苷水解，是硫代半乳糖轉(zhuǎn)酰酶的底物，IPTG常用于需要誘導(dǎo)β-半乳糖苷酶活性的克隆實(shí)驗(yàn)。它常與X-Gal或Bluo-Gal結(jié)合使用，用于重組細(xì)菌菌落的藍(lán)白篩選，這些菌落可以誘導(dǎo)lac操縱子在大腸桿菌中的表達(dá)。IPTG與lacI阻遏蛋白結(jié)合并改變其構(gòu)象而發(fā)揮作用，防止β-半乳糖苷酶編碼基因lacZ的抑制。