乳糖操纵元和色氨酸操纵元

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1、乳糖操纵元(lacoperon)内容提要：乳糖操纵元的结构酶的诱导——lac体系受调控的证据乳糖操纵元调控模型影响因子1单林娜制作一、乳糖操纵元的结构i基因POlacZlacYlacA阻遏基因CAP启动子操纵基因结构基因代谢激活蛋白结合位点2单林娜制作乳糖操纵元的结构LacZLacILacALacY1040351078082582repressorβ-galactosidasepermeasetransacetylase3单林娜制作图Lac操纵元及各组分详图4单林娜制作乳糖操纵元的结构1)结构基因：分解乳糖的三种酶，使乳糖分解，产生能量。2)操

2、纵基因3)启动子4)  CAP5)  i基因：上游，产生阻遏物。5单林娜制作结构基因lacZ编码β-半乳糖苷酶：将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖lacY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。lacA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。6单林娜制作Twophysiologicallyimportantreactionscatalyzedbyβ-galactosidase©2003JohnWileyandSonsPublishers异乳糖7乳糖别乳

3、糖IPTG结合lac阻遏物—去阻遏8单林娜制作一些化学合成的乳糖类似物，不受β-半乳糖苷酶的催化分解，却也能与R特异性结合，使R构象变化，诱导lac操纵元的开放。例如异丙基硫代半乳糖苷(isopropylthiogalactoside, IPTG)就是很强的诱导剂，不被细胞代谢而十分稳定。X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-半乳糖苷)也是一种人工化学合成的半乳糖苷，可被β-半乳糖苷酶水解产生兰色化合物，因此可以用作β-半乳糖苷酶活性的指示剂。IPTG和X-gal（分子式见图）都被广泛应用在分子生物学和基因工程的工作中。9单林娜制作如果某种

4、物质能够促使细菌产生酶而本身又不被分解，这种物质被称为义务诱导物，如IPTG（异丙基-β–D-硫代半乳糖苷）。义务诱导物(gratuitousinducer)：CH2OHCH3HOOS－C－CH3HCH3OHHHHHOHIPTG10单林娜制作二、酶的诱导—lac体系受调控的证据11单林娜制作乳糖操纵元的双调控系统：(1)受乳糖与阻遏蛋白调控的、可诱导的负调控系统;(2)受cAMP与CAP调节的、可诱导的正调控系统。葡萄糖通过调节cAMP的合成间接监控这一过程。以此保证大肠杆菌灵活、经济、有效地适应外界环境，只有在必需的时候（只有乳糖，没有葡萄糖

5、）才启动乳糖操纵子的表达。三、乳糖操纵元调控模型12单林娜制作（一）阻遏蛋白的负性调节：（分解代谢）——可诱导调控（二）CAP的正性调节（三）协调调节13单林娜制作（一）阻遏蛋白的负性调节（分解代谢）——可诱导调控1、乳糖操纵元调控模型主要内容2、阻遏蛋白的负性调节：（分解代谢）——负控诱导14单林娜制作1