分子生物学(张海红)乳糖操纵子的负调控

1、lacZ：编码b 半乳糖苷酶 使乳糖水解 lacY：编码b 半乳糖苷透过酶 使-半乳糖苷透过细胞壁、质膜进入 细胞内 lacA：编码b 半乳糖苷乙酰转移酶 将乙酰基转移到b 半乳糖苷上 调节基因 lacI：编码阻遏蛋白（repressive protein） 操纵元件Olac （1）28bp的回文结构，可形成十字形结构 （2）这种结构正好与由四个相同亚基组成的阻遏蛋白相匹配。,First example: Lactose operon,1. 组成：5种元件 由1个调节基因，3个结构基因、控制元件、启动子和终止子组成。,作用:结合在阻抑物的特异部位,引起阻抑蛋白构象 的改变,使阻抑物从操纵基因上

2、解离下来. 2. 种类: A. 乳糖本身可以诱导乳糖操纵子 B. 细胞内的诱导物是异乳糖（allolactose） 异乳糖的产生： C. IPTG(isopropyl thiogalactoside) 异丙基巯基半乳糖苷,Inducer,乳糖操纵子的负调控,The activity of Lac repressor and CAP are controlled allosterically by their signals,Binding of the corresponding signals alter the structure of these two regulatory prote

3、ins,Polymerase binding to promoter is enhanced by active CAP,Very low transcription,Low transcription,maximum transcription,Second example: araBAD operon,在大肠杆菌中阿拉伯糖的降解需要3个基因：araB、araA和araD，它们形成一个基因簇，简写为araBAD 核酮糖激酶（ribulose kinase）， 阿拉伯糖异构酶（arabinose isomerase） 核酮糖-5-磷酸差向异构酶（ribulose-5-phosphate eim

4、erase） 三个基因的表达受到ara操纵子中第4个基因araC 产物 C蛋白的调控。 C蛋白具有双重调节功能 C蛋白在阿拉伯糖操纵子上有3个不同结合部位:araI、araO1和araO2,Function of AraC in regulating gene expression at the ara promoter pBAD,Regions of contact,RNAP,a,AraC dimer,Third example: galactose operon,异构酶(UDP-galactose-4epimerase,galE)，半乳糖-磷酸尿嘧啶核苷转移酶(galactose tran

5、sferase, galT)，半乳糖激酶(galactose kinase, galk)。,gal操纵子的特点： 它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开始转录； 它有两个O区，一个在P区上游，另一个在结构基因galE内部。,Glu和Gal对Gal操纵子的调节,Fourth example: Tryptophan operon,大肠杆菌色氨酸操纵子： 色氨酸操纵子控制5种酶的合成，由trp E, D, C, B, A编码 当色氨酸缺乏时，调节基因（trpR）编码无活性的apo repressor阻遏蛋白,两类调控：负调控 衰减作用,大肠杆菌色氨酸操纵子的负调控,大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用：,Trp mRNA的5端有139个核苷酸组成的前导序列，前导序列有4个区域彼此互补：12，23，34，34发夹结构随后为8个连续U Trp mRNA的5编码14个氨基酸组成的前导肽，前导肽特点是含有两个连续Trp 细菌中，转录和翻译耦联，RNA聚合酶刚转录出部分前导序列，核糖体就开始翻译,Four regions (1,2,3,4) of the leade