pBAD載體系統(tǒng)是用于在細菌中表達重組蛋白的可靠且可控的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過araBAD操縱子控制大腸桿菌L-阿拉伯糖的代謝。將目的基因置于pBAD載體中araBAD啟動子的下游，當L-阿拉伯糖存在時，araBAD啟動子驅動目的基因的高效表達；當葡萄糖存在時，目的基因的表達則被抑制。該載體系統(tǒng)可精確控制目的基因的表達，特別適用于生產(chǎn)困難蛋白，如具有毒性或不溶性蛋白。

關于該載體系統(tǒng)的更多信息，請參考以下文獻。

首先，將目的基因克隆到pBAD載體上，并將攜帶該質粒的菌株在缺乏L-阿拉伯糖的生長培養(yǎng)基中培養(yǎng)以降低質粒不穩(wěn)定性。然后，通過向培養(yǎng)基中加入L-阿拉伯糖來誘導目的基因的表達。

我們的pBAD載體上攜帶的雙向araBAD啟動子可同時驅動目的基因和調節(jié)蛋白AraC的表達。在缺少L-阿拉伯糖的情況下，AraC在啟動子區(qū)域二聚化形成環(huán)阻斷轉錄。當添加L-阿拉伯糖時，AraC改變構象并結合到啟動子中的替代位點，從而激活轉錄。

向生長培養(yǎng)基中添加葡萄糖，宿主細胞cAMP水平降低，可以進一步抑制目的基因的本底表達。在無葡萄糖的培養(yǎng)基中，cAMP水平很高，cAMP-CRP（代謝物激活蛋白）復合物會與pBAD啟動子結合，從而抑制目的基因的表達，這將有利于表達具有細胞毒性或抑制細菌生長的目的基因的表達。

所有定制的pBAD載體都會克隆在能夠保持質粒穩(wěn)定的大腸桿菌中（如Stbl3），可將質粒轉移至缺乏L-阿拉伯糖分解代謝基因的宿主菌株（如TOP10）中，使目的基因有效且穩(wěn)定的表達，因為L-阿拉伯糖的濃度不會隨著時間的推移降低。對于需要利用葡萄糖嚴格抑制本底表達的，則應該使用LMG194宿主菌株。該菌株能夠在基礎培養(yǎng)基（RM培養(yǎng)基）上生長，可通過葡萄糖進一步抑制araBAD啟動子。

表達高度嚴謹：pBAD載體系統(tǒng)比pET載體系統(tǒng)的表達更嚴謹。在缺少L-阿拉伯糖的情況下，目的基因可能只有非常低的本底表達，但可通過葡萄糖進一步抑制。

誘導強度高：araBAD操縱子系統(tǒng)是高度可誘導的。在去除葡萄糖并添加L-阿拉伯糖后，可實現(xiàn)>1000倍的誘導效率。

誘導成本低：L-阿拉伯糖價格低廉，大規(guī)模蛋白表達經(jīng)濟實惠。

宿主要求：與pET載體不同，pBAD載體可以穩(wěn)定存在于表達菌株中，如TOP10。

表達水平次于pET載體：基于pBAD載體系統(tǒng)的重組蛋白水平低于pET載體系統(tǒng)。

誘導物代謝：野生型大腸桿菌可分解L-阿拉伯糖。當表達目的蛋白時，應該使用L-阿拉伯糖分解代謝突變的宿主菌株（如TOP10或LMG194），以避免由于培養(yǎng)基中L-阿拉伯糖的降解而引起表達不穩(wěn)定。

araBAD promoter: Drives transcription of the gene of interest when L-arabinose is present and glucose is absent. This promoter also controls AraC expression.

RBS: The ribosome-binding site and translation initiation element from T7 bacteriophage. This allows for efficient production of the protein of interest.

ORF: The open reading frame of your gene of interest is placed here.

rrnB terminator: Signal sequence to terminate the transcript made from the gene of interest, preventing run-on transcription.

Ampicillin: Ampicillin resistance gene. It allows the plasmid to be maintained by ampicillin selection in E. coli.

pBR322 ori: pBR322 origin of replication. Plasmids carrying this origin exist in medium copy numbers in E. coli.

araC: Encodes the regulatory protein of the E. coli araBAD operon. AraC inhibits expression from the araBAD promoter in the absence of L-arabinose or the presence of glucose, and activates transcription in the presence of L-arabinose and the absence of glucose.