表达调控和蛋白质合成笔记

第八章：蛋白质合成转运和加工

核糖体活性位点_至少五个

E:脱酰tRNA短暂的占据，然后由E位离开核糖体。

P:起始tRNA i met结合于此, 延长成肽后，带肽链的tRNA转到此位

A:普通氨酰tRNA就加入此位

翻译起始因子

起始tRNA特点（翻译时第一个密码子怎样被识别）

核糖体的30s小亚基中的16SrRNA上有一段序列与mRNA中的SD序列互补结合，使下游的AUG序列定位在P位上。

起始tRNA--- tRNAi ①只能识别mRNA上的翻译起始密码子AUG ②只能进入核糖体的肽位P

普通tRNA--- tRNA ①在翻译延长中发挥作用②进入核糖体的A位，再通过A位到达P位

在原核生物中起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸(fMet),真核为甲硫氨酸(Met)

起始时mRNA和rRNA的碱基配对

mRNA上的SD序列（AAACAGGAGG）与核糖体的30s小亚基中的16SrRNA（UCCUCC）互补从而使使下游的AUG序列定位在P位上，起始肽链的合成。

肽链合成和延伸（三个反应）

（一）进位反应：密码子被识别，起始tRNA结合于P处，普通tRNA结合在A处

（二）转位反应：氨基酸从A转移到P处，涉及肽链的形成

（三）移位反应：tRNA和mRNA相对核糖体的移动

共翻译转运和信号肽：蛋白质合成转运同时发生，转运信号也由mRNA编码，分泌蛋白质，多进入内质网。需要SRP（信号识别蛋白受体介导），与其受体DP形成复合物。信号肽N端有一个带正电的氨基酸，C端有数个极性氨基酸。

翻译后转运和导肽：进入叶绿体和线粒体的蛋白是这种机制。导肽对这两种细胞器中蛋白质的跨膜与识别起重要作用。叶绿体的信号台有两部分，分别决定此蛋白能否进入叶绿体基质和类囊体。

练习

蛋白质的生物合成包括：____ ____ ____

肽链合成和延伸的三个反应是：____ ____ ____

原核生物蛋白合成起始tRNA是________，真核是________

既能识别tRNA,又能识别氨基酸,对两者有高度专一性的酶是____

关于SD序列，叙述正确的是：

A:富含嘧啶B:富含嘌呤C:富含稀有碱基D:与mRNA配对

第九章：原核生物表达调控

乳糖操纵子表达调控—分解代谢（Lac operon）

一：结构:大肠杆菌的乳糖操纵子调控区包括调节基因I，启动基因P，操纵基因O，CAP结合位点.信息区由Z.Y.A三个基因串连在一起

Z编码β-半乳糖苷酶

Y编码通透酶

A编码乙酰基转移酶，

I基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于转录失活状态。

调节位点有：CAP.P.O..O为一种正读反渎都一样的回文序列，可结合蛋白质

二：阻遏蛋白的负性调节

在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。这是因为Ⅰ基因编码的阻遏蛋白与O序列结合，阻断了转录启动。（但阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚。因此，每个细胞中可能会有寥寥数分子β半乳糖苷酶、通透酶生成。）

当有乳糖存在时，它经透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数β-半乳糖苷酶催化，转变为别乳糖。这个别乳糖作为诱导剂结合阻遏蛋白，使阻遏蛋白与O序列分离，导致转录可以发生，使β-半乳糖苷酶分子增加1000倍。

三：CAP的正性调节

当没有葡萄糖及cAMP升高时,它与CAP结合,再一起结合在乳糖操纵子上的CAP结合位点上,促进RNA Pol与启动基因P结合,起始基因转录. 当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。由此可见，对乳糖操纵子来说CAP是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节乳糖操纵子的表达。

四：对调节机制的解释

大肠杆菌根据碳源性质选择代谢方式。

倘若有葡萄糖存在时，细菌优先选择葡萄糖供应能量。葡萄糖通过降低cAMP浓度，阻碍cAMP与CAP结合而抑制乳糖操纵子转录，使细菌只能利用葡萄糖。

在没有葡萄糖而只有乳糖的条件下，阻遏蛋白与O序列解聚，CAP结合cAMP后与乳糖操纵子的CAP位点，激活转录，使得细菌利用乳糖作为能量来源。

半乳糖(gal operon)，阿拉伯糖(ara operon)，色氨酸操纵子(Try operon)_特殊的地方

半乳糖操纵子:结构:调节基因R__(距离很远)__P1_P2_OE_O1_E_T_K—>使半乳糖变为葡萄糖-1-磷酸

①双启动子重叠双操纵基因②无3’5’顺序③O(E)在CAP位点内,很必须,共同产物UDP-Gal涉及胞

壁的合成,表面异构酶负责把UDP-Gal变为UDP-Glu.④半乳糖作为碳源和细胞壁合成物质⑤正负调控

阿拉伯糖操纵子:结构:调节基因C_O2_01_I_B_A_D—>无葡萄糖时降解阿拉伯糖供代谢利用.

①正负调控②两个启动子双向转录Pc与Pbad,是调节子③Pc与O1重叠,CRP结合位点位于O1与I

之间

④缺少阿拉伯糖时，单纯C蛋白结合于O1起阻遏作用（环结构）。当C蛋白变为诱导型Cind时

（CAP-cAMP和阿拉伯糖存在时）,Cind结合于I使RNA Pol结合于Pbad转录BAD三个基因.P220结构图

色氨酸操纵子为合成代谢。其余为分解代谢，受葡萄糖水平影响，都有CAP位点（葡萄糖与cAMP作用）

色氨酸操纵子:R_(很远)_P_O_L_E_D_C_B_A..阻遏型操纵子,用于色氨酸合成时的五步反应中五种酶的合成,所以其结构基因有5个,A.B.C.D.E..调节基因R距离后面基因簇很远,其产物被称为辅阻遏蛋白.当色氨酸合成过多时,就作为辅阻遏物与辅阻遏蛋白形成阻遏蛋白,结合在操纵基因O上,抑制转录.操纵基因O 在启动子P内.O后为RNA Pol结合位点,在后面是一段L_Leader前导序列,可被翻译.最后,L还有个弱化序列,当色氨酸太多时,这部分序列形成一个弱化子结构,使得RNA Pol脱落终止转录.P211图

衰减子，弱化子—弱化作用

弱化区域在第一个结构基因E与启动子P之间,具体点说在L内,色氨酸浓度很高时, 这部分序列形成一个弱化子结构—茎环结构（3—4配对）,使得RNA Pol脱落终止转录,是色氨酸操纵子中除了阻遏作用外另一种转录终止形式…阻遏作用只能使转录不起始，对于已经转录的，只能通过弱化作用使它停顿下来。阻遏作用的信号是胞内色氨酸的多少，弱化的信号是细胞内载有色氨酸tRNA的多少，它通过前导肽的翻译来控制转录的进行。阻遏物从有活性向无活性转变较慢,弱化子是一个迅速做出反应的系统.不过阻遏系统在大量外源色氨酸存在时，可以阻止非必需先导mRNA合成，使系统更加经济。

弱化作用必须具备的三个条件

①核糖体暂停位置决定了茎环结构形成方式，从而控制转录终止，因此转录与翻译相偶联,所以在真核

中不存在。

②要有四组配对区1，2，3，4。3-4配对时产生终止结构。

③前导序列L要有相应的氨基酸密码子—2个色氨酸密码子。

DNA重排对转录起始的调控

真核中有免疫球蛋白以及酵母交配型的转变