IPTG（異丙基硫代半乳糖苷，Isopropyl β-D-Thiogalactoside）：IPTG是β–半乳糖苷酶的活性誘導物質，是一種作用極強的誘導劑，不被細菌代謝而十分穩(wěn)定，因此被實驗室廣泛應用。

誘導原理：

（1）在原核蛋白表達體系中，如 E.coli的乳糖操縱子（元）含Z、Y及A三個結構基因，分別編碼半乳糖苷酶、滲透酶和乙酰基轉移酶，此外還有一個操縱序列O、一個啟動序列P及一個調控基因I。I基因編碼一種阻遏蛋白（Lac阻遏物，不屬于乳糖操縱子），后者與O序列結合，使操縱子（元）受阻遏而處于關閉狀態(tài)。在啟動序列P上游還有一個分解（代謝）物基因激活蛋白（CAP）結合位點。由P序列、O序列和CAP結合位點共同構成lac操縱子的調控區(qū)，三個酶的編碼基因即由同一調控區(qū)調節(jié)，實現(xiàn)基因產物的協(xié)調表達 。

（2）Lac 阻遏物是一種具有 4 個相同亞基的四級結構蛋白，都有一個與誘導劑結合的位點。 在沒有乳糖存在時，Lac操縱子（元）處于阻遏狀態(tài)。此時，I序列在PI啟動序列操縱下表達的Lac阻遏蛋白與O序列結合，阻礙RNA聚合酶與P序列結合，抑制轉錄啟動。當有乳糖存在時，Lac操縱子（元）即可被誘導。在這個操縱子（元）體系中，真正的誘導劑并非乳糖本身。乳糖進入細胞，經β-半乳糖苷酶催化，轉變?yōu)榘肴樘恰瓷砩系恼T導劑。后者作為一種誘導劑分子結合阻遏蛋白，使蛋白構象變化，導致阻遏蛋白與O序列解離、RNA 聚合酶不再受阻礙，啟動子P 開始發(fā)生轉錄，啟動反應開始發(fā)生轉錄。

乳糖操縱子結構基因

作用：

誘導外源基因的表達，普遍應用于原核表達系統(tǒng)，使其表達量增高，產物穩(wěn)定，具有易鑒定，易純化的優(yōu)點。在原核蛋白表達體系中，如 E.coli（大腸桿菌表達系統(tǒng)），外源基因通常需要誘導劑的誘導才能進行表達。

當pUC系列的載體DNA（或其他帶有LacZ基因載體DNA）以LacZ 缺失細胞為宿主進行轉化時、或用M13噬菌體的載體DNA進行轉染時，如果在平板培養(yǎng)基中加入X–gal和IPTG，由于β–半乳糖苷酶的α–互補性，可以根據(jù)是否呈現(xiàn)白色菌落（或噬菌斑）而方便地挑選出基因重組體。

此外，IPTG還可以作為具有Lac或Tac等啟動子的表達載體的表達誘導物使用。

文章來源：每日生物評論