T7 RNA聚合酶

T7 RNA 聚合酶是来自噬菌体 T7 的 RNA 聚合酶，T7 是一种感染大肠杆菌种肠道细菌的病毒。 该酶在重组蛋白表达的生物技术中起着重要作用。应用主要存在于大肠杆菌中，但也存在于枯草芽孢杆菌和假单胞菌中。

细菌病毒（噬菌体）T7 的xxx个 RNA 转录本是用宿主的 RNA 聚合酶进行的。 包括启动子特异的 T7 RNA 聚合酶的翻译信息。 T7自身的聚合酶只识别自身的启动子，因此是吸收宿主新陈代谢并将其用于自身繁殖的非常好的方法。 结合T7自身的启动子，T7 RNA聚合酶被认为是一个特别“强”的表达系统。 这意味着有了这个启动子，大量的 RNA，因此，通常可以在一段 DNA 上的每个拷贝中产生大量的蛋白质。 T7 聚合酶在转录延伸阶段的核苷酸添加速率为每秒 200 至 260 个核苷酸（正常大肠杆菌 RNA 聚合酶每秒可达到约 40 个核苷酸）。

T7 表达系统的强大功能使得 T7 启动子和 T7 聚合酶对于重组蛋白的表达非常有吸引力。 因此，现在出现了各种使用T7系统的蛋白表达载体，如pET系列。

通常，T7 启动子序列及其后面（必要的 RBS 前面）“感兴趣的蛋白质”的编码区位于载体上。 由于上述原因，这种表达系统将不起作用（因为表达生物不产生 T7 聚合酶），必须将 T7 聚合酶人工引入系统。 最常见的方法是在生产生物体中将 T7 表达盒进行基因组锚定。 最常用于此的生物体是大肠杆菌。 表示基因组 T7 聚合酶的相应基因型称为 (DE3)，因为 T7 聚合酶是在“DE3 原噬菌体”的帮助下整合到基因组中的。 在这里，T7 聚合酶的表达在 lacUV5 启动子的控制下，可以使用 IPTG 或乳糖诱导。

使用T7表达系统会出现几个问题：

使用过的、基因组锚定的 T7 RNA 聚合酶表达盒并不“密集”，有人说是所谓的玄武岩转录。 结果是始终存在一定量的 T7 聚合酶，这确保了生产生物体在实际诱导之前已经表达了蛋白质。 这是非常不利的，尤其是在有毒产品的情况下，这也意味着对生产有机体造成不必要的代谢压力。 在启动子和蛋白质编码序列之间的载体上添加 lac 操纵子在这里也收效甚微。

另一种方法是 T7 溶菌酶表达盒（大肠杆菌 pLys 中的基因型名称）的基因组锚定或添加相应的质粒。 T7 溶菌酶结合并抑制 T7 聚合酶。 然而，这种方法也意味着生产生物体的额外负担，并且不能确保基础转录方面的最佳结果。

最新的发展是不再具有 DE3 基因型的 T7 菌株，即在 lacUV5 启动子的控制下携带 T7 聚合酶，但在更密集的启动子系统如鼠李糖或阿拉伯糖操纵子下。 在这些菌株中，T7 聚合酶仅在添加适当的糖后产生。 这导致基础转录显着降低。