第五章原核生物基因表达调控演示文稿.pptVIP

* * 调节基因 阻遏蛋白 产生 结合 操纵区 相邻 启动区 乳糖操纵子中调节基因的作用过程： 乳糖操纵子中诱导物的作用机理： 诱导物作用的对象是阻遏蛋白。 阻碍 RNA聚合酶与启动子区的正常结合 结构基因转录成 mRNA并合成蛋白质 抑制 本文档共86页；当前第31页；编辑于星期三\12点23分 * * （一）、lac 操纵子的本底水平表达 诱导物的形成需要有β-半乳糖苷酶的存在； 诱导物作用需要跨膜，跨膜需要透过酶的存在； 透过酶的产生又需要诱导物的存在； β-半乳糖苷酶的产生又需要诱导物的存在； 在非诱导的状态下仍有少量的 lac mRNA合成，这种合成被称为本底水平的组成型合成（background level constitutive synthesis)。 本文档共86页；当前第32页；编辑于星期三\12点23分 * * （二）、大肠杆菌对乳糖的反应 乳糖 本底水平透过酶 进入细菌细胞 结合 阻遏蛋白 阻遏蛋白失活， β-半乳糖苷酶和透过酶表达 细胞吸收大量乳糖 去向 葡萄糖 半乳糖 异构乳糖 结合 阻遏蛋白 当阻遏蛋白的浓度超过异构乳糖的浓度，细胞重新建立阻遏状态，导致 lac mRNA 的合成被抑制。 本底水平β-半乳糖苷酶 葡萄糖-1,6-半乳糖 诱导物 本文档共86页；当前第33页；编辑于星期三\12点23分 * * （三）、阻遏物 lac I 基因产物及功能 Lac 操纵子阻遏物 mRNA 是由弱启动子控制下组成型合成的，该阻遏蛋白具有4个相同的亚基，每个亚基均含347个氨基酸残基。 lacI 基因为组成型，通过启动子的上升突变体可获得较多的阻遏蛋白； β-半乳糖苷酶 透过酶 转乙酰酶 阻遏物 本文档共86页；当前第34页；编辑于星期三\12点23分 * * 调节基因 lacI 的突变也可导致乳糖操纵子基因的组成型表达。 本文档共86页；当前第35页；编辑于星期三\12点23分 * * 操纵区 lacO 的突变（lacO c）可导致乳糖操纵子基因的组成型表达。 本文档共86页；当前第36页；编辑于星期三\12点23分 * * （四）、葡萄糖对 lac 操纵子的影响 在葡萄糖存在时，E. coli 优先利用葡萄糖；此时即使培养基中含有乳糖，乳糖操纵子蛋白仍然含量很低。 这是通过阻止乳糖操纵子表达来完成的，这种效应称为降解物抑制（catabolite repression）。 本文档共86页；当前第37页；编辑于星期三\12点23分 * * 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸 甘油 某些代谢产物抑制活性 腺苷酸环化酶 ATP cAMP Crp基因 编码 代谢物激活蛋白 CAP cAMP-CAP 葡萄糖对其它糖的代谢抑制，是通过对cAMP的抑制完成的。 （五）、cAMP与代谢物激活蛋白 本文档共86页；当前第38页；编辑于星期三\12点23分 * * 代谢物活化蛋白： CAP（ Catabolite gene activator protein ； cAMP receptor protein ）是一些启动子起始转录必需的正调控因子。 CAP 只有与 cAMP 结合后才能与其结合区域结合。 本文档共86页；当前第39页；编辑于星期三\12点23分 * * CAP的结合部位 CAP结合部位不太固定，方向也可以不同。 半乳糖操纵子 乳糖操纵子 阿拉伯糖操纵子 本文档共86页；当前第40页；编辑于星期三\12点23分 * * 三、lac operon 的其它问题 lac operon的功能是在正负两个调控体系的协调作用下实现的。阻遏蛋白封闭转录时，CAP不发挥作用（葡萄糖和乳糖都不存在）；如没有CAP加强转录，即使阻遏蛋白从operator上解聚仍无转录活性（葡萄糖和乳糖同时存在的情况下）； CAP组成型合成，所以cAMP－CAP复合物取决于cAMP含量; 本文档共86页；当前第41页；编辑于星期三\12点23分 * * 腺苷酸环化酶位于细胞膜上，其活性与葡萄糖运输的酶有关，因此cAMP－CAP调控乳糖、半乳糖、阿拉伯糖等糖类代谢有关的酶; 降解物敏感型操纵元：只要有葡萄糖存在，这些操纵元就不表达。 本文档共86页；当前第42页；编辑于星期三\12点23分 * * 2. A基因及其生理功能 编码β -半乳糖苷乙酰基转移酶，使半乳糖苷乙酰化。该酶不参与乳糖代谢！ 生理意义：在细胞中有许多能被半乳糖苷酶降解的半乳糖苷类物质，其分解产物不能进一步代谢，积累，抑制细胞生长。半乳糖苷乙酰化