质粒101:常见的实验室大肠杆菌菌株

由Matthew Ferenc.

Matthew Ferenc.

奴才

这篇文章于2017年11月14日更新。

你已经努力设计了你的质粒-你仔细选择了最佳状态启动子对于你感兴趣的基因,煞费苦心地克隆到完美的空主干上,确保给你的基因添加了正确的标签,甚至可能已经放了一个荧光蛋白下游,由IRES元素分开。你做了很多工作!但是,让我们花点时间识别你的小型原型成员,进行了复制新质粒的劳动密集型过程:大肠杆菌细菌。

很难计算不同商业菌株的数量大肠杆菌目前可用-快速谷歌搜索表明有数百个。这仅包括用于亚克隆或蛋白质表达的一般实验室菌株。如果你要包括定制菌株,那么这个数字可能是数千人!本文的目标是为您提供足够的背景,以区分任何常见的实验室应变的特征,并确定是否适合筛选您的质粒或进行实验。

的历史大肠杆菌火车

大肠杆菌是以革兰氏阴性的杆状细菌命名的吗Theodor Escherich博士第1885年首次描述他们的科学家。大肠杆菌主要发现在动物的肠道中。有许多不同的天然存在的菌株大肠杆菌,其中一些对人类致命。大多数常见的商业实验室菌株大肠杆菌目前用于两种单独的分离物,K-12菌株和B菌株的使用。从1920年从患者中分离K-12并最终导致普通实验室菌株MG1655及其衍生物DH5α和DH10B(也称为TOP10)。由于研究人员在整个历史中分享和重命名样品,B菌株的历史有点复杂。它可能于1918年孤立,但是在1942年首次被称为“B菌株”.BL21应变和衍生物是最常见的例子大肠杆菌B菌株。

常见的大肠杆菌实验室中使用的火车

细菌板

您今天发现的大多数商业菌株是针对特定目的的销售:快速增长,高通量克隆,常规克隆,克隆不稳定的DNA,制备未甲基化DNA,以及更多。许多使得这些特征成为可能的突变存在于大多数商业菌株中,尤其是产生重大改进的突变,例如增加质粒产量和/或DNA质量的那些。表1以下概述了一些更常见的遗传变化大肠杆菌菌株。

表1:发现的常见基因突变E.coli.菌株

基因 描述 功能结果
大坝 DNA腺嘌呤甲基酶突变(GATC) 制备未甲基化的DNA,这在试图用某些限制性酶(如ClaI或XbaI)切割时很重要
扩张型心肌病 DNA胞嘧啶甲基酶突变(CCWGG) 制备未甲基化DNA,当试图用某些限制酶切割时重要甲基化敏感
DNAJ. 伴侣素基因中的突变 增加某些表达蛋白质的稳定性
Enda,Enda1. 内切酶I(非特异性分裂的dsDNA)突变 提高质粒产量
F 宿主确实(f')或不(f-)含有生育质粒。 低拷贝数质粒,编码细菌缀合所需的蛋白质。除非另有说明,否则F'是野生型的基因
FHUA(以前的吨) 羟肟酸酯摄取,铁吸收受体突变。 T1 / T5噬菌体抗性
加尔 半乳糖新陈代谢途径的突变 细胞不能只在半乳糖上生长
gyrA, gyrA96 DNA旋蛋酶突变 赋予抗脱硫酸的抗性
hsdRMS HSDR(RK-,MK +) 未甲基化DNA未降解,细胞仍然可以甲酸盐DNA
hsd (rk - mk -) 未甲基化DNA未降解,细胞不能甲酸盐DNA
虫胶 Lac Outon突变 蓝/白筛选克隆
LaCiq. lac抑制因子过量产生,pLac的表达受到更多的抑制
Lacz. 废除β-半乳糖苷酶活性
蕾丝 乳糖透酶失活,乳糖不能被细胞吸收
MCRA,MCRBC 切割甲基化胞嘧啶DNA的途径失活 允许吸收异物(甲基化)DNA
mrrΔ(mcrC-mrr) 途径灭活甲基化腺嘌呤或胞嘧啶DNA的途径 允许吸收异物(甲基化)DNA
RECA,RECA1,RECA13 DNA依赖性ATP酶的突变对于重组和一般DNA修复至关重要 减少质粒重组,增加质粒稳定性
recBCD 消除核酸酶v活动废除 提高质粒稳定性,重组减少
RELA或RELA1 轻松的表型,突变消除严格因子 允许RNA合成在没有蛋白质合成的情况下
Ptrc-ccdA 含ccdb质粒的繁殖
ht 高转化效率
脱氧合成基因的组成型表达 允许摄取大的质粒
嘻嘻 高电穿孔效率
supE44 (glnV44) 抑制琥珀色(UAG)停止密码子通过谷氨酰胺插入
supf(tyrt) 通过酪氨酸插入抑制琥珀色(uAg)止芯
λ-thi-1或thi1 硫胺素代谢突变 生长需要外源硫胺素
ara. 阿拉伯糖代谢途中的破坏 无法利用阿拉伯糖作为碳源
leuB β-异丙基丙酸酯脱氢酶灭活 需要外源性亮氨酸来源进行增长
proAB 脯氨酸生物合成途径的突变 需要外源性脯氨酸来源进行生长
rpsl. 30s核糖体亚单位S12的突变 赋予链霉素的抗性
TN10 赋予对四环素的抵抗力

此外,表2提供了一些普遍的菌株,它们的基因型及其在实验室的主要用途的快速参考。这些菌株都是基于的大肠杆菌K-12并被认为是BSL-1。

表2:实验室菌株大肠杆菌

应变 自然抵抗 主要用途 基因型
CCDB生存2 T1R. Top10衍生物。用于繁殖表达CCDB基因的质粒(重要的网关克隆)。 F-mcrA Δ(mrr-hsdRMS-mcrBC) Φ80lacZΔM15 ΔlacX74 recA1 araΔ139 Δ(ara-leu)7697 galU galK rpsL (StrR.)Enda1 Nupg Fhua :: IS2
DB3.1. 链霉素 HB101衍生物。用于在表达CCDB基因的繁殖质粒(在网关克隆中重要)。 f-gyra462 Enda1glnv44δ(SR1-RECA)MCRB MRR HSDS20(RB.-,M.B.-)ARA14 GALK2 LACAT1 PROMA2 RPSL20(SMR.) xyl5 Δleu mtl1
DH10B. 链霉素 MC1061衍生物。一般克隆和储存,蓝/白筛选,亮氨酸滋巢。 F-Enda1 Rega1 Gale15 Gale16 Nupg RPSLΔLacx74φ80LaczΔM15Arad139δ(ARA,Leu)7697MCRAδ(MRR-HSDRMS-MCRBC)λ-
dh5alpha. 普通质粒的一般克隆和存储,蓝/白的筛选。 F-endA1 glnV44 this -1 recA1 relA1 gyrA96 deoR nupG Φ80dLacz.ΔM15δ(lacZYA-argF)U169,HSDR17(rK.-mK.+),λ-
HB101. 链霉素 大肠杆菌K12和大肠杆菌B(大部分为K12)的杂交,用于pBR322质粒的克隆和存储。 F-MCRB MRR HSDS20(rB.-mB.-)RECA13 LEUB6 ARA-14 PROA2 LACY1 GALK2 XYL-5 MTL-1 RPSL20(SMR.)glnv44λ-
JM109 一般克隆和质粒维护,蓝/白筛选,部分限制性;克隆重复DNA的良好应变。 ENDA1 GLNV44 THI-1 RELA1 GYRA96 RECA1 MCRB+Δ(lac-proAB) e14- [F' traD36 proAB .+laci.问:lacZΔM15] hsdR17 (rK.-mK.+
JM110 链霉素 为了储存不应达米或DCM甲基化的质粒,允许甲基化敏感限制酶在制备后切割质粒。 RPSL Thr Leu Thi Lacal Gall Galt Ara Tona TSX DCMGLNV44Δ(LAC-Proab)E14- [F'Trad36 Proab+laci.问:lacZΔM15] hsdR17 (rK.-mK.+
MC1061. 链霉素 DH10B/TOP10亲本及衍生株,普通实验室克隆及储存株。 F-δ(ARA-LEU)7697 [ARAD139]B / rδ(Codb-Laci)3 Galk16 Gale15λ-E14-MCRA0 Rela1 RPSL150(Strr)Spot1 MCRB1 HSDR2(R-m+
MG1655. 野生型K-12菌株;第一次出版的序列大肠杆菌k - 12的压力。 F-λ-ilvG——rfb-50 rph-1
NEB稳定 用于克隆和储存慢病毒和逆转录病毒载体或克隆或重复序列的含量重组。vwin668 F'proa + b + laci问:Δ(LacZ)M15 ZZF :: TN10(TetR.)δ(ARA-LEU)7697 ARAD139FHUALΔLACX74GALK16 Gale15 E14-φ80DLACZΔM15RECA1 RELA1 ENDA1 NUPG RPSL(STRR.)RPHSpot1δ(MRR-HSDRMS-MCRBC)
Pir1 用于克隆和维持具有R6Kγ的质粒的克隆和维持;含有PIR基因的突变等位基因,其每种细胞保持〜250拷贝的质粒。 F-ΔLAC169RPOS(AM)ROBA1 CREC510 HSDR514 ENDA RECA1 UIDA(ΔMLUI):: PIR-116
Stbl2 JM109-derived。用于克隆和储存慢病毒和逆转录病毒载体或克隆或重复序列的含量重组。vwin668 F-ENDA1 GLNV44 THI-1 RECA1 GYRA96RELA1Δ(LAC-PROAB)MCRAδ(MCRBC-HSDRMS-MRR)λ-
Stbl3 链霉素 来自HB101。用于慢病毒和逆转录病毒载体的克隆和存储,或具有重组潜力的序列的克隆或重复。vwin668该菌株为endA+,因此柱状DNA制备需要额外的清洗步骤。 F-GLNV44 RECA13 MCRB MRR HSDS20(RB-,MB-)ARA-14 GALK2 LACAT1 PROM2 RPSL20 XYL-5 LEU MTL-1
Stbl4 用于克隆和储存不稳定DNA和慢病毒/逆转录病毒载体的电容细胞。vwin668用于加入用于汇总图书馆放大 F'MCRAδ(MCRBC-HSDRMS-MRR)RECA1 ENDA1 GYRA96 GAL-THI-1 SUPE44λ-Rela1Δ(Lac-proab)/ f'proab+laci.问:ZΔM15TN10(TETR.
前10名 链霉素 MC1061衍生物。一般克隆和储存,蓝/白筛选。 F-MCRAδ(MRR-HSDRMS-MCRBC)φ80LACZΔM15ΔLACX74NUPG RECA1ARAD139δ(ARA-LEU)7697 Gale15 Galk16 RPSL(strR.)Enda1λ.-
XL1蓝色 四环素 蓝/白筛选和常规克隆,耐萘啶酸。 Enda1 Gyra96(NALR.) this -1 recA1 relA1 lac glnV44 F'[::Tn10 proAB .+laci.问:δ(LacZ)M15] HSDR17(R.K.-mK.+
XL10 Gold. 四环素和氯霉素 大质粒,连接DNA和文库的高能力克隆和繁殖,耐亚丙酸抗性。 ENDA1 GLNV44 RECA1 THI-1 GYRA96 Rela1 LACHTEδ(MCRA)183δ(MCRCB-HSDSMR-MRR)173 TETR.f'[proab laci问:ZΔM15 Tn10(春节R.艾米cm.R.

注:特定基因的失活突变以典型标准的负号(-)表示;仅仅把基因列出来就表明它没有功能。如果一个基因被删除,它通常被标记为希腊delta (Δ)。

额外资源

我们提供了普通实验室菌株的概述;但是,这些表格绝不穷举!要获得更全面的列表和其他信息,请访问露面品E.coli.基因型资源。此外,NEB有一个伟大的遗传标记列表供你参考。

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看看我们的描述蛋白质表达菌株,我们越过蛋白质表达的基础知识大肠杆菌并且在这些细菌中发现的常见特征。

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