分子生物学张海红乳糖操纵子负调控.ppt

First example: Lactose operon 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 eimerase） 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  Glu和Gal对Gal操纵子的调节 大肠杆菌色氨酸操纵子的负调控 * * * 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β-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。 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。 lacZ lacY lacA PlacI Plac Olac lacI 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 proteins Polymerase binding to promoter is enhanced by active CAP Very low transcription Low transcription maximum transcription 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 transferase, galT)，半乳糖激酶(galactose kinase, galk)。 gal操纵子的特点： ① 它有两个启动子，其mRNA可从两个不同的起始点开始转录； ② 它有两个O区，一个在P区上游，另一个在结构基因galE内部。 P1不启动 无Gal P1启动3个基因转录 有Gal 无Glu OE和OI 相互作用，成环，转录只进行20碱基便停止 无Gal P2启动 S2开始转录gal E，组成型表达 有Gal 有Glu 表达 条件 ? 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 * * * * *