原核生物表达调控.ppt

由于Plac是弱启动子，单纯因乳糖的存在发生去阻遏使lac操纵子转录开放，还不能使细菌很好利用乳糖，必需同时有CAP来加强转录活性，细菌才能合成足够的酶来利用乳糖。lac操纵子的强诱导既需要有乳糖的存在又需要没有葡萄糖可供利用。通过这机制，细菌是优先利用环境中的葡萄糖，只有无葡萄糖而又有乳糖时，细菌才去充分利用乳糖。第62页，共104页，星期日，2025年，2月5日细菌对葡萄糖以外的其他糖（如阿拉伯糖、半乳糖、麦芽糖等）的利用上也有类似对乳糖利用的情况，在含有编码利用阿拉伯糖的酶类基因群的阿拉伯糖操纵子（araoperon）、半乳糖操纵子（galoperon）中也有CAP结合位点，CAP也起类似的正性调控作用。所以CAP的通用名称是分解代谢基因激活蛋白（catabolicgeneactivatorprotein）。第63页，共104页，星期日，2025年，2月5日CAP的结合对DNA构型的影响CRP在它的结合位点可使DNA成＞90℃弯曲。弯曲使CAP能与启动子上的RNApol接触第64页，共104页，星期日，2025年，2月5日CAPBindingBendsDNAThisDNAbendingresultsinmoreefficientRNApolymerasebinding第65页，共104页，星期日，2025年，2月5日乳糖操纵子正性调节IPOZYACAPsiteCAPcAMP第66页，共104页，星期日，2025年，2月5日阻遏基因转录翻译阻遏蛋白R，R与操纵基因结合，阻止结合在启动子上的DDRP前移，结构基因不被转录1）无乳糖也无葡萄糖存在时：OO2）当无乳糖，有葡萄糖时：由于葡萄糖不能使阻遏蛋白失活，乳糖操纵子关闭，另外，由于有葡萄糖，cAMP含量低，CAP的正性调节不起作用总结：所以：无乳糖时，无论有无葡萄糖，操纵子关闭第67页，共104页，星期日，2025年，2月5日由于有葡萄糖，cAMP含量低，CAP的正性调节不起作用，抑制乳糖操纵子的转录，使细菌只能利用葡萄糖。3）既有乳糖，又有葡萄糖时：O乳糖与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白变构，失去与操纵基因结合的能力而脱落第68页，共104页，星期日，2025年，2月5日由于不含葡萄糖，细胞内cAMP含量高，cAMP与CAP结合成复合物，与DNA结合，并推动DDRP向前移动，促进转录。4）有乳糖，无葡萄糖时：mRNARNA-polO乳糖与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋白变构，失去与操纵基因结合的能力而脱落，结合在启动子上的DDRP向前移动，结构基因被转录翻译，合成与乳糖代谢有关的酶类从而利用乳糖所以：有乳糖时，只有没有葡萄糖，操纵子才开放有葡萄糖存在，操纵子关闭第69页，共104页，星期日，2025年，2月5日※当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用；※如无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵序列结合，操纵子仍无转录活性。※单纯乳糖存在时，细菌利用乳糖作碳源；※若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在时,细菌首先利用葡萄糖。第70页，共104页，星期日，2025年，2月5日TheLacOperon:

WhenGlucoseIsPresentButNotLactoseRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRNAPol.RepressorRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveComeon,letmethroughNowayJose!CAPSummary第71页，共104页，星期日，2025年，2月5日TheLacOperon:

WhenGlucoseAndLactoseArePresentRepressorPromoterLacYLacALacZOperatorCAPBindingRepressorRepressormRNAHeyman,I’mconstitutiveCAPLacRepressorRepressorXRNAPol.RNAPol.Great,Icantranscribe!Sometranscriptionoccurs,butataslowrateThislactosehas