基因表达与调控 (1).pptVIP

以乳糖操纵子为列介绍原核生物操纵子调控模式第二十二页，编辑于星期一：点四十七分。乳糖操纵子的结构调控区IPO结构基因ZYA乙酰转移酶操纵序列启动序列CAP结合位点透酶调节基因β－半乳糖苷酶第二十三页，编辑于星期一：点四十七分。1.三个结构基因Z基因：编码β-半乳糖苷酶（β–galactosidase），分解乳糖成为半乳糖和葡萄糖Y基因：编码透过酶（permease），使外界乳糖等透过大肠杆菌细胞壁进入细胞内。A基因：编码乙酰基转移酶（acetylase），能将乙酰CoA上的乙酰基转移到半乳糖上，形成乙酰半乳糖。第二十四页，编辑于星期一：点四十七分。2.三个调节序列：在结构基因的上游还有一个启动子（P）和一个操纵基因（O），在启动子上游还有一个分解（代谢）物基因激活蛋白（catabolitegeneactivationprotein,CAP）或腺苷酸受体蛋白（cAMPreceptorprotein,CRP)结合位点，以及一个调节基因（I）（又称R基因），调节基因编码阻遏蛋白。第二十五页，编辑于星期一：点四十七分。3.乳糖操纵子的调节机制I.阻遏蛋白的负性调节阻遏基因DNAIpolPOZYAmRNA阻遏蛋白没有乳糖存在时第二十六页，编辑于星期一：点四十七分。DNAIpolPOZYAmRNAmRNA启动转录阻遏蛋白乳糖有乳糖存在时第二十七页，编辑于星期一：点四十七分。实际上，别乳糖是lac操纵子转录的活性诱导物。人们发现一个合成的、结构上类似于别乳糖、不能被β-半乳糖苷酶水解的β-半乳糖苷异丙基硫代半乳糖苷（isopropylthiogalactoside：IPTG）起着lac操纵子的一个诱导物的作用，所以IPTG常用于诱导含有使用了lac启动子的质粒载体的细菌中的重组蛋白的表达。第二十八页，编辑于星期一：点四十七分。第二十九页，编辑于星期一：点四十七分。II.CAP的正性调节无葡萄糖，cAMP浓度高时cAMPCAPIRNApolPOZYA第三十页，编辑于星期一：点四十七分。有葡萄糖，cAMP浓度低时CAPIRNApolPOZYA第三十一页，编辑于星期一：点四十七分。III.CAP的正性调节:CAP蛋白是一个同二聚体，具有DNA结合域和cAMP结合位点。当没有葡萄糖存在时，由于cAMP的浓度受葡萄糖代谢的调节，cAMP浓度表现为较高，这时cAMP与CAP蛋白结合形成cAMP–CAP复合物。此复合物可结合剂lac启动基因上游附近的CAP位点上，从而可增强转录达50倍之多。第三十二页，编辑于星期一：点四十七分。当培养基中有葡萄糖存在时，cAMP浓度较低，cAMP与CAP蛋白不能形成复合物，也就不能结合到CAP位点，lac基因的转录水平较低。由此可见，对lac操纵子来说CAP是正性调节因素，lac阻遏蛋白是负性调节因素。第三十三页，编辑于星期一：点四十七分。葡萄糖降解物与cAMP的关系ATPcAMP5-AMP腺苷酸环化酶磷酸二酯酶抑制激活葡萄糖分解代谢产物第三十四页，编辑于星期一：点四十七分。乳糖操纵子调控方式的比较负调控调节蛋白变构物与变构物结合不与变构物结合基因位点结合于基因位点未结合于基因位点阻遏蛋白别乳糖、乳糖无活性有活性O基因基因关闭基因开放正调控CAPcAMP有活性无活性CAP位点基因开放基因关闭第三十五页，编辑于星期一：点四十七分。IV.协调调节※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。葡萄糖对lac操纵子的阻遏作用称分解代谢阻遏（catabolicrepression）。第三十六页，编辑于星期一：点四十七分。无乳糖无葡萄糖cAMP浓度高RNApol有乳糖ORNApolO有葡萄糖cAMP浓度低RNApolORNApolO第三十七页，编辑于星期一：点四十七分。4.转录衰减作用（atte