【正文】 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 。 單林娜 制作 50 強(qiáng)啟動(dòng)子區(qū) 單林娜 制作 51 葡萄糖對(duì) lac操縱元的影響 如果將葡萄糖和乳糖同時(shí)加入培養(yǎng)基中 ，lac操縱元處于阻遏狀態(tài) ， 不能被誘導(dǎo)；一旦耗盡外源葡萄糖 ， 乳糖就會(huì)誘導(dǎo) lac操縱元表達(dá)分解乳糖所需的三種酶 。 單林娜 制作 46 大腸桿菌對(duì)乳糖的反應(yīng) 培養(yǎng)基：甘油 按照 lac操縱元本底水平的表達(dá) ， 每個(gè)細(xì)胞內(nèi)有幾個(gè)分子的 β半乳糖苷酶和 β半乳糖苷透過酶； 培養(yǎng)基：加入乳糖： 透過酶 進(jìn)入細(xì)胞 β半乳糖苷酶 異構(gòu)乳糖 誘導(dǎo) lac mRNA的生物合成 大量乳糖進(jìn)入細(xì)胞 多數(shù)被降解為葡萄糖和半乳糖（碳源和能源） 異構(gòu)乳糖 少量乳糖 透過酶 單林娜 制作 47 乳糖 H OH HO OH H H CH 2 OH H O OH HO O H O CH2 CH2 OH H OH OH H HO O H 別乳糖 H O OH H H H OH OH H H ＋ H2O H H H O OH CH2 OH CH2 OH H OH CH2 OH H O OH HO O OH H H OH H ＋ OH HO H H H H H OH H OH 葡萄糖 半乳糖 H 圖 乳糖分解的不同產(chǎn)物 單林娜 制作 48 Basal level Basal level Basal level Induced level 誘導(dǎo)物的加入和去除對(duì) lac mRNA的影響 Induced level Add Inducer Remove Inducer 單林娜 制作 49 阻遏物 lac I基因產(chǎn)物及功能 Lac 操縱元阻遏物 mRNA是由弱啟動(dòng)子控制下組成型合成的 ， 每個(gè)細(xì)胞中有 510個(gè)阻遏物分子 。 解釋： ?一些誘導(dǎo)物可以在透過酶不存在時(shí)進(jìn)入細(xì)胞 ？ ?一些透過酶可以在沒有誘導(dǎo)物的情況下合成 ？ √ 單林娜 制作 45 ② 真正的誘導(dǎo)物是異構(gòu)乳糖而非乳糖 ， 前者是在 β 半乳糖甘酶的催化下由乳糖形成的 ， 因此 ， 需要有 β 半乳糖甘酶的預(yù)先存在 。 – 葡萄糖對(duì) lac 操縱元的阻遏作用稱為分解代謝阻遏 (catabolic repression)。 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 。 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) 。 ? CAP正調(diào)控的意義在于保證經(jīng)濟(jì)有效地利用碳源 。 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) 。 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 ） 。 ?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 27 The adenyl cyclasecatalyzed synthesis of cyclic AMP (cAMP) from ATP 169。 也叫 環(huán)腺苷酸受體蛋白 (cAMP receptor protein, CRP)。 當(dāng)有誘導(dǎo)物存在時(shí) ， 操縱基因區(qū)沒有被阻遏物占據(jù) ， 所以啟動(dòng)子能夠順利起始 mRNA的合成 。 ④ 當(dāng) 阻遏物與操縱基因 結(jié)合時(shí) ， lac mRNA的轉(zhuǎn)錄起始受到抑制 。 三、乳糖操縱元調(diào)控模型 單林娜 制作 13 （一）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)： （分解代謝） —— 可誘導(dǎo)調(diào)控 （二） CAP的正性調(diào)節(jié) （三）協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) 單林娜 制作 14 （一）阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié) （分解代謝） —— 可誘導(dǎo)調(diào)控 乳糖操縱元調(diào)控模型主要內(nèi)容 阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)： （分解代謝） —— 負(fù)控誘導(dǎo) 單林娜 制作 15 乳糖操縱元調(diào)控模型主要內(nèi)容 ① Z、 Y、 A基因的產(chǎn)物由同一條多順反子的mRNA分子所編碼 。葡萄糖通過調(diào)節(jié) cAMP的合成間接監(jiān)控這一過程。 義務(wù)誘導(dǎo)物 (gratuitous inducer)： CH2 OH CH3 HO O S － C － CH3 H