【正文】 圖 1 6 2 8 t r p 操縱子含有 5 個(gè)結(jié)構(gòu)基因和 1 個(gè)控制區(qū)。 ? 在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)這兩種作用相輔相成，體現(xiàn)著生物體內(nèi)周密的調(diào)控作用。 這種雙重功能是通過AraC蛋白的兩種異構(gòu)體來實(shí)現(xiàn)的 （ Pi和 Pr)。 單林娜 制作 78 gal操縱元的結(jié)構(gòu) 單林娜 制作 79 gal操縱元的特點(diǎn)： ① 它有兩個(gè)啟動(dòng)子 ， 其 mRNA可從兩個(gè)不同的起始點(diǎn)開始轉(zhuǎn)錄； ② 它有兩個(gè) O區(qū) ， 一個(gè)在 P區(qū)上游 ， 另一個(gè)在結(jié)構(gòu)基因 galE內(nèi)部 。 單林娜 制作 71 b)Low tryptophan levels 當(dāng)色氨酸濃度低時(shí) ， 生成的 tRNAtrp就少 ， 核糖體在序列1的 trp密碼子處暫停 ， 序列 2和 3之間形成配對(duì)結(jié)構(gòu) ， 阻止了衰減 ， 因?yàn)樾蛄?3不再與序列 4之間形成衰減結(jié)構(gòu) ，RNA聚合酶得以沿 DNA前進(jìn) ， 繼續(xù)去轉(zhuǎn)錄其后 trpE等基因 ， trp操縱元就處于開放狀態(tài) 。 單林娜 制作 64 弱化子： DNA中可導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄過早終止的一段核苷酸序列（ 123150區(qū)）。 —— 代謝物阻遏效應(yīng) 單林娜 制作 52 cAMP與代謝物激活蛋白 (P239) ? 細(xì)菌中的 cAMP含量與葡萄糖的分解代謝有關(guān)： –當(dāng)細(xì)菌利用葡萄糖分解供給能量時(shí)，cAMP生成少而分解多， cAMP含量低； –相反，當(dāng)環(huán)境中無葡萄糖可供利用時(shí)，cAMP含量就升高。 （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 。 ? 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 ） 。 乳糖操縱元調(diào)控模型主要內(nèi)容： 單林娜 制作 17 單林娜 制作 18 RNA聚合酶結(jié)合部位 阻遏物結(jié)合部位 Startpoint of the lac operon Repressor and RNA polymase bind at site that overlap aroud the startpoint of the lac operon 單林娜 制作 19 G C 操縱位點(diǎn)的回文序列 Center of symmetry 單林娜 制作 20 未誘導(dǎo)：結(jié)構(gòu)基因被阻遏 阻遏物 四聚體 LacI P O lacZ lacY lacA 圖 當(dāng)無誘導(dǎo)物時(shí)阻遏物結(jié)合在操縱基因上 單林娜 制作 21 誘導(dǎo)：基因被打開 β 半乳糖苷酶 透性酶 乙酰轉(zhuǎn)移酶 圖 誘導(dǎo)物和阻遏物成為調(diào)節(jié)操縱元的開關(guān) 單林娜 制作 22 阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)： （分解代謝） —— 負(fù)控誘導(dǎo) 1) 無乳糖存在時(shí)，阻遏物可以結(jié)合在操縱基因上 — → 阻止轉(zhuǎn)錄過程 — → 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)物都是利用某種營養(yǎng)物的酶體系（分解代謝） 有營養(yǎng)物 ——相應(yīng)基因開放 無營養(yǎng)物 ——細(xì)胞就沒必要產(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 。 (2)受 cAMP與 CAP調(diào)節(jié)的、可誘導(dǎo)的正調(diào)控系統(tǒng)。 ? lacA編碼 β 半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶： 乙酰輔酶A上的乙?；D(zhuǎn)到 β 半乳糖苷上 ， 形成乙酰半乳糖 。 Two physiologically important reactions catalyzed by βgalactosidase 169。葡萄糖通過調(diào)節(jié) cAMP的合成間接監(jiān)控這一過程。 也叫 環(huán)腺苷酸受體蛋白 (cAMP receptor protein, CRP)。 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) 。 – 葡萄糖對(duì) lac 操縱元的阻遏作用稱為分解代謝阻遏 (catabolic repression)。 單林娜 制作 53 ATP 腺甘酸環(huán)化酶 cAMP（環(huán)腺苷酸） 大腸桿菌中：無葡萄糖， cAMP濃度高； 有葡萄糖， cAMP濃度低 單林娜 制作 54 + + + + 轉(zhuǎn)錄 無葡萄糖， cAMP濃度高時(shí) 促進(jìn)轉(zhuǎn)錄 有葡萄糖， cAMP濃度低時(shí) 不促進(jìn)轉(zhuǎn)錄 Z Y A O P DNA CAP CAP CAP CAP CAP CAP CAP的正調(diào)控 單林娜 制作 55 色氨酸操縱元 （ trp operon） 內(nèi)容提要： ? 色氨酸操縱元的結(jié)構(gòu) ? 色氨酸操縱元的 阻遏系統(tǒng) ? 色氨酸操縱元的弱化機(jī)制 單林娜 制作 56 一、色氨酸操縱元的結(jié)構(gòu) ? 色氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的組分 。 123~150 Attenuator sequence 單林娜 制作 65 研究引起終止的 mRNA堿基序列 ， 發(fā)現(xiàn)該區(qū) mRNA通過自我配對(duì)可以形成 莖 環(huán) 結(jié)構(gòu) ， 有典型的 終止子 特點(diǎn) 。 單林娜 制作 72 當(dāng)色氨酸濃度增高時(shí) ， tRNAtrp濃度隨之升高 ， 核糖體快速翻譯序列 1(前導(dǎo)肽閱讀框 )， 占據(jù)到 2的機(jī)會(huì)增加 ， 1和2生成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)減少 ， 3和 4形成 類似終止子的衰減子結(jié)構(gòu) 的機(jī)會(huì)增多 ， 導(dǎo)致 RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄 。 單林娜 制作 80 二、阿拉伯糖操縱元