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1、乳糖操乳糖操纵纵子子调节调节机制机制(一一)结结构构:结结构基因构基因: 三个三个 Z、 、Y、 、A,分,分别编别编码码 -半乳糖苷半乳糖苷酶酶,透,透酶酶,乙,乙酰酰基基转转移移酶酶。 。调节调节基因:操基因:操纵纵序列序列 O、启、启动动序列序列 P、 、调节调节基因基因 I、分解代、分解代谢谢物基因活化蛋白物基因活化蛋白CAP 结结合位点。合位点。P: :RNA 聚合聚合酶结酶结合位点合位点I: :编码编码阻遏蛋白阻遏蛋白O:阻遏蛋白:阻遏蛋白结结合位点阻合位点阻碍碍 RNA 聚合聚合酶酶与与 P 序列序列结结合,抑制合,抑制转转录录启启动动。 。CAP 位点:与位点:与 CAP 蛋白
2、蛋白结结合,促合,促进转录进转录。 。调节调节因素:阻遏蛋白与半乳糖因素:阻遏蛋白与半乳糖结结合后,合后,失去失去结结合合 O 序列能力,促序列能力,促进转录进转录。 。CAP 蛋白只有与蛋白只有与 cAMP结结合后才能合后才能结结合到合到 CAP 位点,位点,发挥发挥促促进进转录转录的作用。的作用。(二)(二)调节调节机制机制E coli 优优先利用葡萄糖,没有先利用葡萄糖,没有葡萄糖葡萄糖时时才能利用乳糖,才能利用乳糖,这对细这对细菌生菌生长长有利。有利。调节调节机制如下:机制如下:1 没有乳糖,只有葡萄糖没有乳糖,只有葡萄糖时时,不,不产产生生利用乳糖的利用乳糖的酶酶。 。 有葡萄糖及有
3、葡萄糖及 cAMP 浓浓度低度低时时, ,CAP 活性低,没有正活性低,没有正调调控。控。 没有乳糖,没有半乳糖没有乳糖,没有半乳糖时时,阻遏,阻遏蛋白可与操蛋白可与操纵纵序列序列结结合,起合,起负调负调控作用。控作用。由于由于、 、转录转录受抑制,不受抑制,不产产生利生利用乳糖的用乳糖的酶酶。 。2 有葡萄糖,又有乳糖有葡萄糖,又有乳糖时时,不利用乳,不利用乳糖。糖。 有葡萄糖及有葡萄糖及 cAMP 浓浓度低度低时时, ,CAP 活性低,没有正活性低,没有正调调控。控。 有乳糖,有半乳糖,阻遏蛋白不有乳糖,有半乳糖,阻遏蛋白不可与操可与操纵纵序列序列结结合,无合,无负调负调控。控。由于没有正由于没有正调调控,控,转录处转录处于低水平于低水平状状态态,不,不产产生利用乳糖的生利用乳糖的酶酶, ,细细菌菌优优先利用葡萄糖。先利用葡萄糖。3 没有葡萄糖,只有乳糖没有葡萄糖,只有乳糖时时,利用乳,利用乳糖。糖。没有葡萄糖及没有葡萄糖及 cAMP 浓浓度高度高时时, ,CAP 活性高,有正活性高,有正调调控。控。有乳糖,有半乳糖,阻遏蛋白不可有乳糖,有半乳糖,阻遏蛋白不可与操与操纵纵序列序列结结合,无合,无负调负调控。控。转录处转录处于高水平,利用乳糖于高水平,利用乳糖酶酶大量大量合成。合成。