乳糖操縱元和色氨酸操縱元-文庫(kù)吧
2025-04-11 13:32 本頁(yè)面
【正文】 → 基因關(guān)閉 2) 有乳糖存在時(shí)，乳糖與阻遏物結(jié)合 — → 阻遏物變構(gòu) — → 阻遏物不能結(jié)合操縱基因 —→ 轉(zhuǎn)錄進(jìn)行 — → 基因開(kāi)放 單林娜 制作 24 ? 可誘導(dǎo)調(diào)控的操縱元，其基因表達(dá)產(chǎn)物都是利用某種營(yíng)養(yǎng)物的酶體系（分解代謝） 有營(yíng)養(yǎng)物 ——相應(yīng)基因開(kāi)放 無(wú)營(yíng)養(yǎng)物 ——細(xì)胞就沒(méi)必要產(chǎn)生相應(yīng)的酶 單林娜 制作 25 1． 調(diào)控機(jī)理： ? CAP： Catabolite activator protein， 分解代謝活化劑蛋白 ， 由活化劑基因 (A)編碼 。 也叫 環(huán)腺苷酸受體蛋白 (cAMP receptor protein, CRP)。 （二） CAP的正性調(diào)節(jié) 單林娜 制作 26 ? cAMP： Cyclic AMP ? ATP 在腺苷酸環(huán)化酶的作用下轉(zhuǎn)變成環(huán)腺苷酸 (cyclic adenosine monophosphate, cAMP)。 單林娜 制作 27 The adenyl cyclasecatalyzed synthesis of cyclic AMP (cAMP) from ATP 169。 2022 John Wiley and Sons Publishers 單林娜 制作 28 ? CAP有 2種狀態(tài)： ?無(wú)活性態(tài)： CAP未與 cAMP結(jié)合時(shí)是沒(méi)有活性的 ， 不能與 特定的 DNA序列 結(jié)合 。 ?活性態(tài)： CAP與 cAMP結(jié)合后 ， 發(fā)生空間構(gòu)象的變化而活化 ， 能以二聚體的方式與 特定的DNA序列 結(jié)合 ， 從而增強(qiáng) RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄活性 ， 可使轉(zhuǎn)錄提高 50倍 。 單林娜 制作 29 Z Y A O P DNA 調(diào)控區(qū) CAP結(jié)合位點(diǎn) 啟動(dòng)序列 操縱序列 結(jié)構(gòu)基因 Z： β 半乳糖苷酶 Y： 透酶 A：乙?；D(zhuǎn)移酶 在 lac操縱元的啟動(dòng)子 Plac上游端有一段與 Plac部分重疊的序列 ， 能與 CAP 特 異 結(jié) 合 ， 稱(chēng)為 CAP 結(jié)合位點(diǎn)(CAP binding site)。 單林娜 制作 30 （二） CAP的正性調(diào)節(jié) 單林娜 制作 31 在什么條件下 cAMP能夠與 CAP結(jié)合呢？ 單林娜 制作 32 ? 當(dāng)葡萄糖濃度高時(shí) ， cAMP濃度降低 ， CAP不能被活化 ， lac操縱元的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)下降 （ 如下圖 ） 。 ? 當(dāng)葡萄糖濃度低時(shí) ， cAMP濃度升高 ， CAP被活化 ， lac操縱元的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)上升（ 如下圖 ） 。 單林娜 制作 33 單林娜 制作 34 CAP正調(diào)控的意義 ?葡萄糖 、 乳糖同時(shí)存在時(shí) ， 葡萄糖先利用 1） 有葡萄糖存在時(shí) ， cAMP↓ —→cAMP CAP↓ ，不能結(jié)合 CAP位點(diǎn)上 ， —→ 正調(diào)控作用 ↓ —→ 乳糖操縱元不能表達(dá) 。 （ 雖然有乳糖存在 ， 乳糖操縱元不開(kāi)放基因 ） 單林娜 制作 35 2） 無(wú)葡萄糖存在時(shí) ， cAMP↑—→cAMPCAP↑—→正調(diào)控作用 ↑—→基因表達(dá) 。 ? CAP正調(diào)控的意義在于保證經(jīng)濟(jì)有效地利用碳源 。 ? 對(duì) lac操縱元來(lái)說(shuō) CAP是正性調(diào)節(jié)因素 ， lac阻遏蛋白 是負(fù)性調(diào)節(jié)因素 。 兩種調(diào)節(jié)機(jī)制之間是何種關(guān)系呢 ？ 單林娜 制作 36 ? CAP和 lac阻遏蛋白 兩種調(diào)節(jié)機(jī)制根據(jù)存在的碳源性質(zhì)及水平協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) lac操縱元的表達(dá) 。 當(dāng)阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí) ， CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用 如無(wú) CAP存在 ， 即使沒(méi)有阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合 ， 操縱元仍無(wú)轉(zhuǎn)錄活性 。 cAMP—CAP復(fù)合物與啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合是轉(zhuǎn)錄起始所必需的 。 （三）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) 單林娜 制作 37 – 單純?nèi)樘谴嬖跁r(shí) ， 細(xì)菌利用乳糖作碳源；若有葡萄糖或葡萄糖 /乳糖共同存在時(shí) ， 細(xì)菌首先利用葡萄糖 。 – 葡萄糖對(duì) lac 操縱元的阻遏作用稱(chēng)為分解代謝阻遏 (catabolic repression)。 單林娜 制作 38 單林娜 制作 39 單林娜 制作 40 The Lac Operon: When Glucose Is Present But Not Lactose Repressor Promoter LacY LacA LacZ Operator CAP Binding RNA Pol. Repressor Repressor Repressor mRNA Hey man, I’m constitutive Come on, let me through No way Jose! CAP 單林娜 制作 41 The Lac Operon: When Lactose Is Present But Not Glucose Repressor Promoter LacY LacA LacZ Operator CAP Binding Repressor Repressor mRNA Hey man, I’m constitutive CAP cAMP Repressor Repressor X This lactose has bent me out of shape CAP cAMP CAP cAMP RNA Pol. RNA Pol. Yipe… ! Bind to me Polymerase 單林娜 制作 42 The Lac Operon: When Neither Lactose Nor Glucose Is Present Repressor Promoter LacY LacA LacZ Operator CAP Binding CAP cAMP CAP cAMP CAP cAMP Bind to me Polymerase RNA Pol. Repressor Repressor mRNA Hey man, I’m constitutive Repressor STOP Right there Polymerase
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