菌株来源与保藏信息
大肠埃希菌 BL21 株 ATCC BAA-392(Escherichia coli BL21)是 ATCC 保藏的经典 T7 表达宿主菌,BSL-1。BL21 为大肠埃希菌 B 株系的 lon⁻ ompT⁻ 双蛋白酶缺陷突变株——lon 蛋白酶缺失减少重组蛋白的胞内降解——ompT 外膜蛋白酶缺失防止纯化过程中蛋白被外膜蛋白酶切割——是T7 启动子介导的重组蛋白高效表达系统的金标准宿主菌。ATCC BAA-392 是野生型 BL21 株(不含 DE3 溶原噬菌体)——需通过 IPTG 诱导的 T7 RNA 聚合酶表达质粒(如 pET 系统——T7 启动子由宿主提供的 T7 RNAP 转录)或共转化 T7 RNAP 表达质粒实现重组蛋白表达。BAA-392 以冻干粉形式提供,附 ATCC 检测报告(COA)。
杭州康氧以 ATCC 原装冻干粉形式提供,适用于 T7 表达系统宿主菌、pET 载体转化及重组蛋白高效表达。
生物学特性
| 特征 | ATCC BAA-392(BL21) |
| 株系 | 大肠埃希菌 B 株系 |
| lon 基因 | 缺失——ATP 依赖性 La 蛋白酶缺失——减少重组蛋白降解 |
| ompT 基因 | 缺失——外膜蛋白酶 VII 缺失——防止纯化时蛋白被切割 |
| DE3 溶原 | 无——需外源提供 T7 RNA 聚合酶 |
| F⁻ 因子 | 无——接合缺陷 |
| hsdS | r⁻ m⁻——限制-修饰系统缺陷——外源 DNA 不被降解 |
| 半乳糖利用 | gal⁺(可代谢半乳糖——用于 lac 启动子精确调控) |
| ampC | AmpC β-内酰胺酶天然缺陷——氨苄西林筛选的假阳性率低 |
| 菌落形态 | LB 37°C 18 h——乳白色、圆形、凸起、光滑——B 株系典型形态 |
BL21 的 lon⁻/ompT⁻ 双缺陷是其作为表达宿主菌的核心优势。lon 蛋白酶降解异常或未正确折叠的重组蛋白——特别是在高表达诱导(IPTG)条件下——lon 缺失可显著提高重组蛋白产量(提高 2~10 倍——取决于蛋白本身对蛋白酶的敏感性)。ompT 缺失在蛋白纯化裂解步骤(超声破碎或 French Press)后阻止外膜蛋白酶切割暴露的碱性氨基酸位点。BAA-392 不含 DE3 溶原——这一特征使其比 BL21(DE3)(如 ATCC BAA-1025)更适合:①需要严格的 lac 操纵子调控(DE3 的 lacI 表达可能导致基础表达泄漏);②共转化第二种质粒(DE3 溶原中的 T7 基因 1 与第二种质粒的复制子可能竞争);③需用化学转化而非电转化(DE3 溶原使细胞对化学转化效率降低)。
培养条件与保藏
| 参数 | 推荐条件 |
| 固体培养基 | LB 琼脂(+ 相应抗生素——如氨苄西林 100 μg/mL 或其他质粒选择性抗生素) |
| 液体培养基 | LB 肉汤、TB 肉汤(高密度培养)、M9 基本培养基(同位素标记) |
| 温度 | 37°C(生长);15~30°C(IPTG 诱导表达——低温减少包涵体) |
| 诱导剂 | IPTG 0.1~1.0 mM——OD₆₀₀ = 0.4~0.8 时加入 |
| 诱导时间 | 37°C 3~4 h;25°C 6~8 h;16°C 过夜(16~20 h) |
冻干粉复苏步骤
- 在超净工作台中开启冻干粉西林瓶。
- 用无菌移液器加入 0.5~1.0 mL LB 肉汤,轻轻吹打重悬。
- 转移至 LB 琼脂平板(无抗生素——复苏阶段不加抗生素),37°C 孵育 16~18 h。
- 挑取单菌落制备感受态细胞或直接转化表达质粒。转化后涂布含相应抗生素的 LB 平板上验证质粒转化成功。
保藏条件
| 保藏方式 | 条件 | 期限 |
|---|
| 斜面(4C) | 封口膜密封 | 1-2月 |
| 15%甘油(-70C) | 冻存管液氮速冻 | 2年+ |
| 冻干粉(4C) | 原装密封 | 见ATCC检测报告 |
质控应用
T7 表达系统——pET 载体宿主菌
BAA-392 与 pET 载体系统(Novagen/EMD Millipore)配套使用——需共转化或预先转化含 T7 RNA 聚合酶基因的表达质粒(如 pLysS 或 pAR 系列——提供 T7 RNAP)。IPTG 诱导 lacUV5 启动子驱动 T7 RNAP 表达——T7 RNAP 以极高延伸速率(230 nt/s——比大肠 RNA 聚合酶快约 5 倍)转录 pET 载体上 T7 启动子下游的目标基因——使重组蛋白在 3~4 h 内积累至总蛋白的 30~50%。lon⁻ 表型确保这些高丰度重组蛋白不被降解——ompT⁻ 表型确保裂解纯化后蛋白完整性。
常见问题
Q: BAA-392 和 BAA-1025(BL21 DE3)怎么选?
BAA-392(BL21)不含 DE3——适合需要严格 lac 调控或需共转化两种质粒的场景——T7 RNAP 由另一质粒或共转化提供。BAA-1025(BL21 DE3)的染色体上整合了 DE3 溶原(lacUV5-T7 gene 1)——IPTG 直接诱导内源性 T7 RNAP——操作简便但基础表达泄漏风险更高。若目标蛋白对宿主有毒性——选 BAA-392(可先用低泄漏的 T7 RNAP 表达载体);若蛋白无毒——选 BAA-1025(单质粒系统更简便)。
Q: BAA-392 的化学转化效率是多少?
标准 CaCl₂ 法化学转化效率约 10⁶~10⁷ CFU/μg pUC19——低于 DH5α(ATCC 47076——约 10⁷~10⁸)但高于多数 BL21(DE3) 株(DE3 溶原使细胞壁结构改变——化学转化效率降低 5~10 倍)。若需 > 10⁸ 转化效率——推荐使用电转化法(1.8 kV——1 mm 电击杯)。
订购信息
| 产品名称 | 大肠埃希菌 BL21 T7 表达宿主菌 |
| 拉丁名 | Escherichia coli |
| 保藏中心编号 | ATCC BAA-392 |
| 参考信息 | lon⁻ ompT⁻ / BL21 / 无 DE3 / T7 表达宿主 |
| 产品形式 | 冻干粉,附 ATCC 检测报告(COA),含批号信息 |
| 存储条件 | 2~8°C 避光保存 |
技术免责声明:本文技术参数来源于公开发表的 ATCC 产品信息及相关文献,仅供实验室专业人员参考。杭州康氧医疗器械有限公司对因使用本文信息产生的任何后果不承担责任。如需技术咨询或产品订购,请联系杭州康氧医疗器械有限公司。
参考资料
- ATCC 官网:Escherichia coli BAA-392 产品页
- Studier FW, Moffatt BA (1986): Use of bacteriophage T7 RNA polymerase to direct selective high-level expression of cloned genes — J Mol Biol 189:113-130
- Novagen pET System Manual
- Rosano GL, Ceccarelli EA (2014): Recombinant protein expression in Escherichia coli — Frontiers in Microbiology
- Grodberg J, Dunn JJ (1988): ompT encodes the Escherichia coli outer membrane protease — J Bacteriol 170:1245-1253