第九章原核表达ppt.ppt

授 课 内 容 相关基本概念 乳糖操纵子模型及调控机制 色氨酸操纵子模型及调控机制 翻译水平的调控 真核生物的调控 重点： 乳糖、色氨酸操纵子调控的机制 难点： 阻遏蛋白与诱导物操作子的相互作用 cAMP-CAP的正调控作用 基因表达的调控方式: 阻遏 负调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质降低) 促进 正调控:调控蛋白+DNA序列 基因的表达 (相应蛋白质增加) 阻遏物： 结合于操纵子的操纵基因上阻碍RNA聚合酶通过操纵基因而关闭操纵子的转录。 诱导物： 与阻遏物或激活物结合，从而启动操纵子转录的效应物，称作该操纵子的诱导物。 第一节 操纵子学说 乳糖操纵子 半乳糖操纵子 色氨酸操纵子 阿拉伯糖操纵子 麦芽糖操纵子 乳糖操纵子(lactose operon) 操纵子（operon）： 原核生物中几个功能相关的结构基因成簇串联排列组成的一个基因表达的协同单位（DNA序列）. 一个操纵子 = 编码序列（2-6） +启动序列+操纵序列+(其他调节序列) Z编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖 Y编码β-半乳糖苷透过酶：使外界的β-半乳糖苷（如乳糖）能透过大肠杆菌细胞壁和原生质膜进入细胞内。 A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶：乙酰辅酶A上的乙酰基转到β-半乳糖苷上，形成乙酰半乳糖。 E.coli对乳糖的利用及其相关的酶: 乳糖 (在通透酶作用下进入细菌） β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 别位乳糖 β半乳糖苷酶 （细菌中少量存在） 葡萄糖+半乳糖 疑问1：乳糖不存在时，形成的代谢产物（半乳糖）很少？ 疑问2：乳糖存在时，形成的代谢产物（半乳糖）很多？ 分解底物的酶只有在底物存在时才出现。 　　　无乳糖：　〈５个分子的半乳糖苷酶 　　　有乳糖：　５０００个半乳糖苷酶分子　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　／２－３分钟 　　　　　　　　５％－１０％（蛋白总量） 乳糖操纵子的调控机制 1. 乳糖操纵子的负调控 2. 乳糖操纵子的正调控： cAMP-CAP的调控作用 3.乳糖操纵子的协调调控 Lac阻遏物的作用---负调控 Lac阻遏物 结构特点 调控机制 （负调控） 由调节基因I编码生成的蛋白质 具有四级结构的蛋白质 具有4个相同亚基 每个亚基中都有一与诱导剂结合的位点 Lac阻遏物与O基因结合： 结构基因关闭 Lac阻遏物与诱导剂结合： 不与O基因结合，结构基因开放 RNA聚合酶结合，转录开始 生理性诱导剂 实验常用诱导剂 头段，-NH2端， lac O 结合区 绞链区 核心段，-COOH， 诱导物结合区 2）当培养基中存在乳糖时， - 作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合并改变阻遏蛋白的构象， 使之不能与操纵基因O结合，RNA聚合酶就可以与启动基因即lacP结合，从而转录lacZ, lacY, lacA基因。 2. CAP-cAMP复合物 ---乳糖操纵子的正调控 Catabolite repression of lac operon Catabolite repression of lac operon 3.葡萄糖和乳糖 在乳糖操纵子表达中的协调调控 细菌以葡萄糖为能量来源 葡萄糖充分时： 与葡萄糖代谢有关的酶基因---表达 与其他糖代谢有关的酶基因---关闭 葡萄糖耗尽时，乳糖存在（培养基）： 与乳糖代谢有关的酶基因 ---表达 与葡萄糖代谢有关的酶基因---关闭 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