Gateway载体构建系统

2、介导重组反应的蛋白（克隆酶混合物）
BP克隆酶混合物：λ噬菌体整合酶（Int）、大肠杆 菌整合宿主因子（IHF） LR克隆酶混合物：λ噬菌体整合酶（Int）、切除酶 （Xis）、大肠杆菌整合宿主因子（IHF）
Gateway克隆原理
Gateway技术由两个基本反应组成： BP反应 LR反应
通过BP反应(attB×attP)得入门克隆(Entry clone) 后，再通过LR反应(attL×attR)将目的DNA以正确的 方向连接到各种目的载体上(Destination vector).
Hale Waihona Puke Baiduhanks!
上下游引物中分别加入 attB序列，产物与含有 attP位点的载体重组，进 行PCR产物的直接克隆
Gateway技术的特点
1、可以快速而高效的实现DNA序列在多种载体 系统的转移，同时保证正确的方向和阅读框。 2、对载体和宿主没有依赖性。 3、可使用并表达来自多种类型的DNA序列，如 PCR产物、cDNA克隆、酶切片段等。 4、适合于将大量的DNA序列转移到各种不同的 表达载体上。 5、系统通用。可以通过添加Gateway盒轻易地 将自己感兴趣的载体改造成Gateway目的载体。
Gateway克隆（通路克隆）
Gateway克隆技术是一个高效的大规模克隆 系统，由Invitrogen公司开发。该技术利用λ 噬菌体的位点特异性重组(λ噬菌体用此重组 系统进行裂解途径和溶原途径之间的互相 转换)，实现了不需要传统酶切连接过程的 基因快速克隆和载体间平行转移，同时还 保持正确的ORF和插入方向。
首先LR克隆酶识别attL和attR位点，然后在载体的融合一分解、位点结构重新分配过程 中，入口克隆(Entry clone)中的目的基因及其两头的黑色部分attL位点,取代目标载体 (Destination vector)的ccdB基因及其两头的灰色部分attR位点，形成表达克隆 (Expression clone)。此时，紧靠目的基因的黑色部分attL位点与远离ccdB基因的黑色 部分attR位点重组，形成attB位点;余下的灰色部分重组形成attP位点。 BP反应与LR反 应相反，重组蛋白组成的BP克隆酶混和物催化表达载体attB间的目的基因转到供载体中， 形成新的人口克隆，此克隆又可与其它目标载体重组产生新的表达载体。
LR反应
LR 反应是利用 LR克隆酶混和物催化一个带有 attL 位点的入门 克隆和一个带有 attR 位点的目的载体之间的重组反应，使目的 片段及其两端部分位点取代目标载体( destination vector) 的 ccdB 基因及其两端部分位点而产生最终的表达克隆，其结构为 attB1-基因-attB2。副产物为带有 attP 位点的供载体。
其基本过程可以表示为:attBXattP←→attLXattR
BP反应
BP 反应是利用BP 克隆酶混和物催化一个带有 attB 位点的 DNA 片段或表达克隆和一个带有attP 位点的供载体 ( donor vector) 之间的重组反应，把目的片段及其两端部分位点转移 至供载体中，创建一个入门克隆，其结构为 attL1-基因attL2。同时，供载体中的 ccdB 细胞死亡控制基因及其两端 部分位点被置换出来，单独或融合到表达载体中而形成副产物。
• 基于λ噬菌体位点特异性的重组主要涉及两个成 分： 1、DNA重组序列 即att位点（包括att B 、att P 、 att L 、att R）
λ重组反应就是发生在这些特异的att位点上，重组反 应中交换位点实际上只是发生在两个位点核心的15bp同源 区域，不过核心外围的序列也是不可或缺的，它们含有重 组蛋白的结合位点。
Gateway载体构建系统
主要内容
• • • • 什么是Gateway技术 Gateway克隆原理 Gateway技术的特点 Gateway技术的改进与发展
为什么要构建Gateway载体系统？
• 传统的酶切连接方法的缺陷
1、需要繁琐的酶切连接，工作量大，难 以满足大规模克隆的需要。 2、往往难以找到合适的酶切位点而面临 诸多的技术困难，影响实验的效率。
Gateway克隆技术的改进与发展
• Gateway载体引进ccdB基因作为重组克隆的负筛选，有效地避免传统酶切连 接中由于自连载体的转化等因素造成的假阳性现象，大大提高了筛选效率， 但由于ccdB基因是毒性基因，所以限制了其在实验室之外其他领域的应用。 • Invitrogen 公司对 Gateway 克隆系统进行改进, 形成了 N-和 C-端 Gateway 克 隆系统。即利用 PCR 技术分别扩增两个片段, 这两个片段的N-端和C-端分别 含有attB1和attB2位点, 而他们的C-端和N-端含有一段相同的序列。这样当与 含有attP1和attP2的载体混合后, 在attB和attP之间发生位点特异性重组,而在 两个PCR 产物之间发生同源重组。这样就使两个片段与载体构建成一个含有 嵌合基因的质粒。 • 于2004年推出的Rec-Join 专利克隆技术是对 Gateway技术的一个发展。即目 的基因与目的载体的结合处一端采用 Gateway重组的方法：即目的载体一端 保留attR位点; 另一端采用经典克隆的方法，即另一端 attR位点被替换成酶切 位点的序列，克隆的步骤大致为“酶切 － 连接 － 重组”。