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（二）正控制系统 1，正控制系统定义 2，激活物（activator） （三）正、负控制系统的进化 1，负控制系统的进化 2，正控制系统的进化 （四）几个与基因调控相关的概念 1，反式作用产物（trans-acting porduct） 2，反式作用 3，顺式作用序列（cis-acting sequence） 4，顺式作用 二、正、负控制系统对操纵元的控制 （一）可诱导操纵元及可阻遏操纵元 1，可诱导操纵元(incucible operon) （1）可诱导操纵元的定义 （2）诱导（induction） （3）诱导物（inducer） 2， 可阻遏操纵元（repressible operon） （1）可阻遏操纵元的定义 （2）阻遏（repression） （3）辅阻遏物（corepressor） （二）操纵元的状态 1，转录活性开放 2，转录活性关闭 3，正、负控制操纵元的状态（图8－1） 负控制操纵元的诱导和阻遏 正控制操纵元的诱导和阻遏 不可诱导 / 超阻遏 组成型表达 （三）正、负控制系统的遗传学特征 1，负控制系统的特征 2，正控制系统的特征 第二节 操纵元的原型——乳糖操纵元 一、操纵元模型的提出 （一）酶的诱导及阻遏现 1，细菌半乳糖苷酶合成的诱导 2，细菌色氨酸合成酶合成的阻遏 3，安慰诱导物 （二）大肠杆菌乳糖代谢系统 1，乳糖代谢相关酶及其基因 （1）乳糖代谢相关酶 （2）lacZYA基因 2，lacZYA系统的突变体研究 （1）部分二倍体（partial diploid） （2）lacO的作用为顺式作用 （3） lacI的作用为反式作用 （4）不可诱导的突变（不论有无诱导物均不能合成Lac酶系统） lacIS突变 lacP突变 （三）操纵元模型 1，Jacob-Monod操纵元模型 （1）操纵元的结构 （2）操纵元各组分的作用 2，操纵元的完整概念 二、乳糖操纵元的调控机理 （一）lac操纵元 1，lac操纵元的结构 2，lac操纵元的调控 （二）lac操纵元的本底组成型合成 1，原因一 2，原因二 （三）半乳糖苷酶的作用（图8-4） 三、阻遏蛋白与操作子的相互作用 （一）操作子上与阻遏蛋白结合的位点 1，lacI基因的表达特点 低效率 组成型 2，lac操作子（lacO）与阻遏蛋白的结合 （1）阻遏蛋白与lacO结合的实验证据 可以分离到阻遏蛋白与lacO结合的复合物 这种结合可被IPTG所抑制 lacOcDNA片段不能与阻遏蛋白结合 （2）lacO与阻遏蛋白结合的位点及其结构 A，DNA内切核酸酶消化实验证明：受阻遏蛋白保护区域位于 -5~+21(26bp) B，阻遏蛋白保护位点： 甲基化实验确认被保护的嘌呤 紫外交联实验确认被保护的胸腺嘧啶 C，lacO 的结构及其与阻遏蛋白的结合性质 lacODNA序列的对称性：以+11为对称轴，两侧为两段各6bp的对称序列 与阻遏蛋白的结合位点主要位于近轴对称序列：+3~19的嘌呤、+1~+22的多数胸腺嘧啶与RNA聚合酶接触 lacO组成型突变位点大多位于左侧 左侧序列与阻遏蛋白结合的亲和力高 3，阻遏蛋白对RNA聚合酶功能的影响 （1）阻遏蛋白和RNA聚合酶可同时与DNA结合 （2）阻遏蛋白与DNA的结合能增强RNA聚合酶结合启动子的能力（RNA聚合酶与的平衡常数从1.9*107增加到2.5*109） （3）阻遏蛋白有效地使RNA聚合酶与lac启动子上形成一个很强的关闭式的转录起始复合物，阻止转录的起始 （4）阻遏蛋白的这种作用对操纵元的诱导也有促进意义 阻遏蛋白的存在促进RNA聚合酶与启动子结合 一旦加入诱导物，阻遏蛋白总体上将加快诱导过程 （4）上述模式不一定适用于其他系统 原因一：RNA聚合酶、阻遏蛋白、启动子/操作子之间的相互作用不同 原因二：不同系统中操作子与启动子的相对位置不一致 （二）阻遏蛋白上与操作子结合的位点 1，阻遏蛋白单体的结构 用胰蛋白酶消化阻遏蛋白单体可得到 （1）长头片段（long headpiece），由1-59位Aa残基构成，有与操作子结合的能力。 （2）短头片段 胰蛋白酶还可将长头片段切割为短头片段（1-51位Aa残基） 由螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）结构构成 两个螺旋嵌入DNA的大沟中，与特定的碱基结合。这个区域通过一个铰链区与蛋白质的主体相连 （3）核心片段（core） 具有形成四聚体及与诱导物结合的能力 由两个相似的结构域组成，每个区域的两端有两个α螺旋，螺旋之间是6股平行β折叠。诱导物结合在两个区域之间的一个裂隙之中 C末端是一个向外伸出的α螺旋，由两组7个亮氨酸的重复序列构成。 （4）铰链区 由52-80 位Aa残基构成 当阻遏蛋白以DNA结合形式存在时，铰链形成一个小的α螺旋；当