Lac和Tac表达系统
这是最早建立并得到广泛应用的表达系统，它是以大肠杆菌lac操纵子调控机理为基础设计、构建的表达系统。Lac操纵子具有多顺反子的结构。在无诱导物的情况下，负调节因子lacI基因产物与启动子下游的操作基因紧密结合，组织转录的起始。在诱导剂IPTG存在的情况下，与阻遏蛋白结合后，导致与操纵基因的结合能力降低而解离出来，lac操纵子的转录因此被激活。用tac启动子构建的表达系统称为Tac表达系统。为了能使Lac和Tac表达系统具有严谨调控，一种能产生过量的lacI阻遏蛋白的lacI基因的突变体lacIq被应用于表达系统（Das 1990）。但在使用高拷贝复制子构建表达载体时，仍能观察到较高水平的本底转录，还需在表达载体中插入lacIq基因以保证有较多的lacI阻遏蛋白产生。目前不少商品化的表达载体都是在Lac和Tac表达系统基础上加以改进和发展的。Lac和Tac表达系统用IPTG诱导转录，但由于IPTG本身具有一定的毒性，从安全角度而言对表达和制备用于医疗目的的重组蛋白并不适合，一些国家也规定在生产人用的重组蛋白的生产工艺中不能使用IPTG，于是人们想到用阻遏蛋白lacI的温度敏感突变株lacI（ts）应用于Lac和Tac表达系统（Hasan and Szybalski 1995，Yabuta等，1995）。这些突变体基因插入表达载体或整合到染色体后，均能使lac，tac启动子的转录受到温度严谨调控，在较低温度（30℃）时抑制，在较高温度（42℃）时开放。还有用乳糖替代IPTG诱导物（Hartsock等，1995；Hsih等，1997）。但其效率受到多种因素的影响和制约，因此乳糖诱导的有效剂量大大高于IPTG。乳糖本身作为一种碳源可以被大肠杆菌代谢利用，较多的乳糖存在也会导致菌体生理及生长特性变化。乳糖代替IPTG作为诱导剂的研究要与发酵工艺结合起来，才能显示其良好的前景。
