第 39 章细胞代谢与基因表达调控

，

乳糖操纵子调节机制

• （一）乳糖操纵子的结构 诱导型操纵子

• P-- RNA 酶结合的 DNA 序列 -10 区 TATAAT和 -35 区 TTGACA, 强启动子

• O-- 结合阻遏物 , 是 RNA 酶能否通过的开关

P OZ Y A

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CAP P

O

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CAPλµã

5¡ä-ATTAAT GTGAGTTAGCTCAC TCATTAGG-3¡ä

R»ùÒò

• （二）、阻遏蛋白的负性调节– 无乳糖 lac 操纵子处于阻遏状态– 有乳糖 lac 操纵子即可被诱导

• 诱导剂 半乳糖 IPTG

• （三） CAP 的正性调节– CAP— 分解代谢基因激活蛋白– 同二聚体

• DNA 结合区 • cAMP 结合位点

• 乳糖操纵子的调控方式

i»ùÒò P O Lac Z Lac Y lac AÎÞÓÕµ¼Îïʱ

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mRNACAP cAMP

CAP-cAMP

• （四）协调调节• 负性调节与正性调节协调合作

– 阻遏蛋白封闭转录时， CAP 不发挥作用– 如没有 CAP 加强转录，即使阻遏蛋白从 P

上解聚仍无转录活性• ☆ 葡萄糖 / 乳糖共同存在时，细菌优先利用

葡萄糖– 葡萄糖可降低 cAMP 浓度，阻碍其与 CAP

结合从而抑制转录• 结论： lac 操纵子强的诱导作用既需要

乳糖又需缺乏葡萄糖

-35 -100

CAP

cAMP

O

RNA¾ÛºÏø½áºÏ

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ÓÐÆÏÌÑÌÇ:

cAMP

cAMP

(´Ù½øת¼)

(²»´Ù½øת¼)

• （一） 转录衰减• trp 操纵子—阻遏型操纵子

• 有 trp 时— trp 结合阻遏蛋白 Trp 时阻断转录

RNA¾ÛºÏø

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OPR»ùÒò E D C B A

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• 无色氨酸—操纵子基因开始转录，此后转录速率受转录衰减机制调节– 结构基因与 P 之间有一衰减子区域– 前导肽转录与翻译偶联– 衰减子—不依赖 ρ 因子的终止结构– RNA 聚合酶脱落，转录终止

思考与练习1 、 IPTG 诱导 β 半乳糖苷酶活性导致什么结果？2 、 E.coli 细胞能在不同的碳源上生长，当细菌在以下物质存在条件下生长时， lac 操纵子的转录速率如何？（ a ）乳糖和葡萄糖（ b ）葡萄糖（ c ）乳糖 3. 阻遏蛋白结合的位点是：（ ）A 、调节基因 B 、启动因子 C 、操纵基因 D 、结构基因 4. 下列与能量代谢有关的途径不在线粒体内进行的是：（ ） A 、三羧酸循环 B 、脂肪酸 β 氧化 C 、氧化磷酸化 D 、糖酵解作用 5. 下面哪一项代谢是在细胞质内进行的：（ ）A 、脂肪酸的 β- 氧化 B 、氧化磷酸化 C 、脂肪酸的合成 D 、 TCA