IPTG(isopropyl) - D-thiogalactoside là một hợp chất tổng hợp nhân tạo được sử dụng rộng rãi trong sinh học phân tử và kỹ thuật di truyền. IPTG có cấu trúc tương tự lactose nhưng khác nhau về tính chất hóa học. IPTG có một loạt các đặc tính phản ứng, bao gồm phản ứng thủy phân, tương tác với lactase và tương tác với các enzyme khác. Những đặc tính phản ứng này làm cho IPTG trở thành một công cụ quan trọng để nghiên cứu sự điều hòa biểu hiện gen và biểu hiện protein. Khi sử dụng IPTG cho thí nghiệm cần chú ý đến tính ổn định và tương tác của nó với các hợp chất khác để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả thí nghiệm.
(Link sản phẩm 1:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/iptg-reagent-cas-367-93-1.html )
(Link sản phẩm 1:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/iptg-powder-cas-367-93-1.html)
1. Phản ứng thủy phân:
IPTG có thể trải qua các phản ứng thủy phân ở nhiệt độ cao hoặc điều kiện axit. Quá trình thủy phân có thể dẫn đến sự phân hủy IPTG thành thiogalactoside và isopropanol. Vì vậy, cần tránh sử dụng nhiệt độ quá cao hoặc điều kiện axit trong thí nghiệm để duy trì tính ổn định và hoạt tính của IPTG. Trong các thí nghiệm sinh học, IPTG thường được sử dụng để tạo ra biểu hiện gen và kết tinh protein. Cơ chế hoạt động của nó là liên kết với lac|sản phẩm trong operon lactose, làm thay đổi cấu hình của nó, do đó để lại lacO và tiếp tục kích hoạt quá trình phiên mã. Cơ chế điều hòa phiên mã cảm ứng này làm cho IPTG đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa biểu hiện gen.
2. Tương tác với lactase:
Sự tương tác giữa IPTG và lactase là một trong những phản ứng quan trọng nhất của nó. Lactase là enzyme dùng để phân hủy lactose thành glucose và galactose. Cấu trúc của IPTG tương tự như lactose và có thể liên kết với vị trí cảm ứng của lactase, do đó kích hoạt quá trình phiên mã của lactase. Sự tương tác này làm cho IPTG trở thành một công cụ quan trọng để nghiên cứu sự điều hòa biểu hiện gen và biểu hiện protein.
Sự tương tác giữa IPTG và lactase là một chủ đề nghiên cứu quan trọng trong lĩnh vực hóa sinh. Lactase là một loại enzyme có thể phân hủy đường sữa thành galactose và glucose, trong khi IPTG là chất cảm ứng có thể tạo ra sự biểu hiện của lactase.
Đầu tiên, chúng ta hãy nhìn vào lactase. Lactase là một loại enzyme được sản xuất bởi - Một loại enzyme phức tạp bao gồm galactosidase và acetyltransferase. Chức năng của nó là phân hủy đường lactose thành galactose và glucose để cơ thể có thể hấp thụ và sử dụng các monosacarit này. Ở động vật có vú, hoạt động của lactase thường giảm dần sau khi cai sữa, khiến động vật trưởng thành khó tiêu hóa lactose. Tuy nhiên, ở một số vi sinh vật, hoạt tính của lactase cao cho phép chúng phát triển và sinh sản trong các sản phẩm sữa.
Sự tương tác giữa IPTG và lactase chủ yếu liên quan đến việc tạo ra sự biểu hiện của lactase. Trong operon lactose, lac|là gen điều hòa mã hóa protein ức chế. Chức năng của lac|sản phẩm là chất điều hòa - Sự biểu hiện của galactosidase. Khi không có lactose, cấu trúc của lac|sản phẩm thay đổi, bong ra khỏi vị trí liên kết của vùng khởi động, cho phép RNA polymerase liên kết với vùng khởi động và phiên mã - Gen quy định galactosidase. Tuy nhiên, khi IPTG liên kết với lac|sản phẩm, nó gây ra những thay đổi về hình dạng, gây ra lac|sản phẩm rời khỏi vị trí gắn kết của vùng khởi động, từ đó kích hoạt quá trình phiên mã. Cơ chế điều hòa phiên mã cảm ứng này làm cho IPTG đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa biểu hiện gen.
Ngoài việc tạo ra sự biểu hiện của lactase, IPTG còn có thể thúc đẩy quá trình kết tinh protein. Trong các thí nghiệm kết tinh protein, IPTG, như một dẫn xuất axit amin không tự nhiên, có thể liên kết với một số protein nhất định và tạo ra sự kết tinh của chúng. Khả năng tạo ra sự kết tinh này làm cho IPTG trở thành thuốc thử thí nghiệm sinh học quan trọng.
3. Tương tác với các enzyme khác:
Ngoài lactase, IPTG cũng có thể tương tác với các enzyme khác. Ví dụ, IPTG có thể là - Galactosidase thủy phân để tạo ra thiogalactoside và isopropanol. Sự tương tác này có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm, do đó cần xem xét các phản ứng có thể xảy ra giữa IPTG và các enzyme khác khi thiết kế thí nghiệm.
4. Tương tác với chuyển hóa nội bào:
Tốc độ trao đổi chất của IPTG trong tế bào tương đối chậm nên tác động của nó đến sự phát triển và trao đổi chất của tế bào là tương đối nhỏ. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, quá trình trao đổi chất nội bào có thể ảnh hưởng đến IPTG. Ví dụ, sự cạnh tranh cơ chất trong tế bào có thể ảnh hưởng đến sự tương tác giữa IPTG và lactase. Vì vậy, cần chú ý đến tác động tiềm tàng của quá trình chuyển hóa nội bào lên IPTG trong các thí nghiệm.
Chuyển hóa nội bào đề cập đến các phản ứng hóa học tổng thể trong tế bào, bao gồm chuyển hóa glucose, chuyển hóa chất béo, chuyển hóa protein, v.v. Những quá trình trao đổi chất này rất quan trọng cho sự tồn tại và chức năng của tế bào. Là một hợp chất ngoại sinh, IPTG có thể tương tác với một số thành phần nhất định trong tế bào, do đó ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất nội bào.
Thứ nhất, IPTG có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa glucose. Chuyển hóa đường là một trong những quá trình trao đổi chất quan trọng nhất trong tế bào, bao gồm sự phân hủy và tổng hợp đường. Trong một số trường hợp, IPTG có thể gây ra - Hoạt tính của galactosidase có khả năng phân hủy lactose thành galactose và glucose. Tác dụng này có thể thúc đẩy quá trình phân hủy và chuyển hóa đường, từ đó cung cấp năng lượng. Ngoài ra, IPTG còn có thể ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và chuyển hóa đường. Trong các thí nghiệm kết tinh protein, IPTG có thể được sử dụng như một dẫn xuất axit amin phi tự nhiên để tham gia vào quá trình tổng hợp protein.
Thứ hai, IPTG có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa chất béo. Chất béo là một trong những chất năng lượng quan trọng trong tế bào, sự phân hủy và tổng hợp của nó rất quan trọng cho sự tồn tại và hoạt động của tế bào. Trong một số trường hợp, IPTG có thể tạo ra hoạt động của các enzyme phân giải lipid, do đó thúc đẩy quá trình dị hóa chất béo. Ngoài ra, IPTG còn có thể ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp và chuyển hóa axit béo, từ đó ảnh hưởng đến sự phát triển và biệt hóa tế bào.
Cuối cùng, IPTG có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa protein. Trong các thí nghiệm kết tinh protein, IPTG có thể được sử dụng như một dẫn xuất axit amin phi tự nhiên để tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Ngoài ra, IPTG cũng có thể ảnh hưởng đến quá trình dị hóa protein, từ đó điều chỉnh sự phát triển và biệt hóa tế bào.
5. Các tính chất phản ứng khác:
Ngoài đặc tính phản ứng trên, IPTG còn có thể tham gia vào một số phản ứng hóa học khác. Ví dụ, IPTG có thể trải qua phản ứng trao đổi este với các hợp chất khác để tạo thành hợp chất mới. Những đặc tính phản ứng này có thể được áp dụng trong các thiết kế thí nghiệm cụ thể.