·去除冗长的亚克隆步骤,节省操作时间;
·能同时将基因转移到多个表达系统;
·在选择的任何系统──体外,细菌,酵母,昆虫,或哺乳动物──进行分析表达。
Gateway技术是一项基因克隆和表达的新技术,通过Gateway技术能够克隆一个或多个基因进入到任何蛋白表达系统(图1)。这项体外技术大大简化了基因克隆和亚克隆的步骤,克隆效率却高于95%。当基因在目的表达载体之间快速简便的穿梭时,可以保证正确的方向和阅读框。此外Gateway技术也有助于进行带不同数目纯化和检测标签蛋白的表达。
Gateway技术利用了位点特异性重组,所以在构建好入门克隆(entry clone)后,不再需要使用限制性内切酶和连接酶。一旦拥有了一个入门克隆,就可以多次使用,转移目的基因到Gateway兼容的各种表达载体(destination vector)。由于重组时DNA片段的阅读框和方向保持不变,因而不必再对新的表达克隆进行测序。这样,在使用每一种新的表达系统时,将会节省更多时间。
目的基因克隆进入门载体后,可以同时转移目的基因到多个目的载体。
Gateway技术是克隆和亚克隆DNA序列的一项新颖的通用系统,便于功能基因的分析和蛋白的表达。一旦进入这个多功能的操作系统,DNA片段可以通过位点特异的重组在载体之间转移。
Gateway技术基于已深入研究的λ噬菌体位点特异重组系统(attB x attP →attL x attR)。BP和LR两个反应就构成了Gateway技术(表1和图2)。BP反应是利用一个attB DNA片段或表达克隆和一个attP供体载体(Donor vector)之间的重组反应,创建一个入门克隆。LR反应是一个attL入门克隆和一个attR目的载体之间的重组反应。LR反应用来在平行的反应中转移目的序列到一个或更多个目的载体。
Gateway技术也利用了ccdB选择方法,确保高效率的分离重组克隆。典型的效率是>95%。ccdB基因编码干扰大肠杆菌DNA促旋酶的一种蛋白,从而抑制标准大肠杆菌宿主的生长。当目的载体和入门克隆发生重组时,ccdB基因被目的基因取代。携带有ccdB基因的未反应载体或保留有ccdB基因副产品的细胞将不会生长。
完成构建Gateway表达克隆仅需两步(图2):
1 创建入门克隆,通过PCR或者传统的克隆方法将目的基因克隆进入门载体。
2 混合包含目的基因的入门克隆和合适的目的载体以及Gateway LR Clonase酶,构建表达克隆(表达克隆用来在合适的宿主中进行蛋白的表达和分析)。
在BP反应中,基因转移形成入门克隆;在LR反应中,入门克隆可以作为反应物产生最终的表达克隆。
一旦构建好Gateway入门克隆,蛋白表达和分析的大门就会敞开。使用Gateway技术,可以进入到几乎是无数种的表达系统。因为没有一个单一的表达系统适合于每一种蛋白,优化基因表达的最好方法是在多个系统中分析目的蛋白。
为了扩展表达的选择,Invitrogen 公司已将Gateway技术整合到几乎所有的表达系统中。无论选择哪个系统──体外、细菌、酵母、昆虫或哺乳动物──都可以获得Gateway目的载体。此外,还可以很容易的把你自己最喜欢的表达载体转换成Gateway目的载体以及通过重组同时克隆多个片段。■

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