第12章代谢调节.ppt

酶的诱导和阻遏操纵子模型 B.有活性阻遏蛋白加诱导剂 A.有活性阻遏蛋白 C.无活性阻遏蛋白 D.无活性阻遏蛋白加辅阻遏剂 操纵基因 启动子 调节基因 结构基因 阻遏蛋白(有活性) 阻遏蛋白阻挡操纵基因结构基因不表达 诱导物 诱导物与阻遏蛋白结合,使阻遏蛋白不能起到阻挡操纵基因的作用,结构基因可以表达 酶蛋白 mRNA 阻遏蛋白不能跟操纵基因结合, 结构基因可以表达 阻遏蛋白(无活性) 酶蛋白 mRNA 代谢产物与阻遏蛋白结合,从而使阻遏蛋白能够阻挡操纵基因,结构基因不表达 代谢产物 控制区 CAP结合位点 启动子 操纵基因 结构基因 Z： β-半乳糖苷酶 Y： 透性酶 A：乙酰基转移酶 Z Y A O P DNA （1）乳糖操纵子(lac operon)的结构 第12章代谢调节 mRNA 阻遏蛋白 I DNA Z Y A O P pol 没有乳糖存在时 （2）阻遏蛋白的负性调节 调节基因 第12章代谢调节 mRNA 阻遏蛋白 有乳糖存在时 I DNA Z Y A O P pol 启动转录 mRNA 乳糖 半乳糖 β-半乳糖苷酶 第12章代谢调节 大肠杆菌乳糖操纵子模型 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 P LacZ LacY Laca mRNA 阻遏蛋白（有活性） 基 因 关 闭 启动子 O R P LacZ LacY Laca 调节基因 操纵基因 乳糖结构基因 启动子 O R mRNAZ mRNAY mRNAa 阻遏蛋白（无活性） 基 因 表达 mRNA A、乳糖操纵子的结构 B、乳糖酶的诱导 乳糖 阻遏蛋白（有活性） 2.降解物阻遏 细菌的葡萄糖效应：细菌在含有葡萄糖和乳糖的培养基中生长时，先利用葡萄糖，而不利用乳糖，当葡萄糖耗尽后，才利用乳糖。 a y z o p i 注： （1）cAMP-CRP是正调控因子。 （2）葡萄糖分解代谢的降解物能抑制腺苷酸环化酶活性并活化磷酸二酯酶活性，降低了cAMP的浓度。 （3）调节子 ：一种调节蛋白控制的几个操纵子构成的调节系统。如：cAMP-CRP mRNA 环腺苷酸受体蛋白CRP 降解物基因活化蛋白CAP cAMP mRNA 三种与乳糖利用有关的酶 第12章代谢调节 乳糖操纵子的降解物阻遏 R LacZ LacY Laca mRNA mRNAZ mRNAY mRNAa 基 因 表达 CAP基因 结构基因 T CRP(CAP) O CAP结合部位 RNA聚合酶 T cAMP -CAP P 葡萄糖 分解代谢产物 腺苷酸环化酶 磷酸二酯酶 ATP cAMP 5'-AMP 抑制 激活 葡萄糖降解物与cAMP的关系 cAMP CAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein） CRP：环腺苷酸受体蛋白（cycilic AMP receptor protein） 降低cAMP浓度 使CAP呈失活状态 Trp Trp 高时 Trp 低时 mRNA O P trpR 调节区 结构基因 RNA聚合酶 RNA聚合酶 3、合成途径操纵子的衰减作用 色氨酸操纵子 第12章代谢调节 UUUU…… UUUU…… 调节区 结构基因 trpR O P 前导序列 衰减子区域 UUUU…… 前导mRNA 1 2 3 4 衰减子结构 第10、11密码子为trp密码子 终止密码子 14aa前导肽编码区: 包含序列1 形成发夹结构能力强弱： 序列1/2>序列2/3>序列3/4 trp 密码子 UUUU…… 第12章代谢调节 UUUU…… 3 4 UUUU 3’ 3 4 核糖体 前导肽 前导mRNA 1.当色氨酸浓度高时 转录衰减机制 1 2 5’ trp 密码子 衰减子结构 就是终止子 可使转录 前导DNA UUUU 3’ RNA聚合酶 终止 第12章代谢调节 UUUU…… 3 4 2 4 2 3 UUUU…… 核糖体 前导肽 前导mRNA 1 5’ trp 密码子 结构基因 前导DNA RNA聚合酶 2.当色氨酸浓度低时 Trp合成酶系相关 结构基因被转录 序列3、4不能形成衰减子结构 第12章代谢调节 大肠杆菌色氨酸操纵子的衰减作用的可能机制 Trp 密码子 1 1 1 2 3 2 2 3 3 4 4 4 核糖体 核糖体 转录继续 转录终止 C.高浓度色氨酸使核糖体到达2部位， 3与4 碱基配对，转录终止。 A.游离mRNA中1与2以及3与4碱基配对。 B.低浓度色氨酸使核糖体停留在1部位，转录得以完成。 第12章 代谢调节 第12章代谢