IPTG诱导蛋白表达的原理主要基于IPTG（异丙基-β-D-硫代半乳糖苷）作为诱导物，能够与乳糖操纵子中的阻遏蛋白结合，导致阻遏蛋白构象变化并离开操纵基因，从而解除对RNA聚合酶的阻碍，启动目标基因的转录和翻译过程。
具体来说，IPTG的作用机制如下：
乳糖操纵子系统：
在乳糖操纵子系统中，没有乳糖时，阻遏蛋白（由操纵序列O编码）与操纵序列O结合，阻碍RNA聚合酶与启动序列P结合，从而抑制转录启动。当有乳糖存在时，乳糖被细胞利用，乳糖的代谢产物异乳糖可与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白构象变化，从操纵基因O上解离，从而启动转录。
T7 RNA聚合酶系统：
在一些实验室常用的蛋白表达系统中，例如大肠杆菌中的T7 RNA聚合酶系统，IPTG可以结合到T7 RNA聚合酶的结合位点上，与自然界存在的半乳糖苷类物质同样具有结合能力。当IPTG存在时，它结合到启动子上的结合位点上，抑制了启动子上的T7 RNA聚合酶的结合，从而阻断了目标基因的转录过程。
IPTG的诱导步骤通常包括：
构建原核表达质粒：
通过目的基因PCR、载体酶切、连接、转化、挑单克隆送测序等步骤，构建含有目标基因的原核表达质粒。
转化与培养：
将构建成功的质粒转化到合适的菌株中，进行培养。
小诱导摸索最佳诱导条件：
通过改变IPTG浓度、温度等条件，找到最适的诱导条件。
大规模诱导：
在找到最适诱导条件后，进行大规模诱导。
菌体收集与破碎：
取出诱导后的菌液，进行离心、收集菌体并破碎，以提取表达产物。
需要注意的是，尽管IPTG是一种普遍应用的诱导剂，但它也有一定的毒性，因此在制备医疗目的的重组蛋白时并不合适。此外，也有研究使用乳糖或其他替代物作为诱导物。