6-1阿拉伯糖操纵子

4. However genetically both AraI and AraO2 needed to inhibit BAD expression - proposed that Ara C protein binds simultaneously to AraI and AraO2.
When arabinose present, BAD expression is enhanced but C-protein synthesis still repressed. (absence of glucose, hi cAMP) a. Under this condition still see footprinting at same three sites of DNA. Found under this condition, CAP site is also bound with CAP protein and cAMP (so Cprotein can act either as an repressor or an activator depending on presence of arabinose.） ） b. Analysis of the DNA structure indicates C-protein forms a loop in the DNA when the CAP site is not filled.
的碳源，可以诱导ara ara操纵子 阿拉伯糖作为E.Coli的碳源，可以诱导ara操纵子 的转录。当细胞中葡萄糖水平高（导致cAMP处于低浓度） 的转录。当细胞中葡萄糖水平高（导致cAMP处于低浓度） cAMP处于低浓度 和阿拉伯糖水平低时，AraC阻遏araB，araA，araD的转录。 和阿拉伯糖水平低时，AraC阻遏araB，araA，araD的转录。 阻遏araB 的转录
araC的表达受到自身产物 的表达受到自身产物AraC的自动调控。当 的自动调控。 的表达受到自身产物 的自动调控 没有阿拉伯糖时， 起着一个转录阻遏物的作用 没有阿拉伯糖时，AraC起着一个转录阻遏物的作用。 起着一个转录阻遏物的作用。 细胞中AraC蛋白质稳态水平的测量表明，阻遏 蛋白质稳态水平的测量表明， 细胞中 蛋白质稳态水平的测量表明 araC转录大约需要 个AraC。因此当 转录大约需要40个 转录大约需要 。因此当AraC蛋白水平 蛋白水平 低时（就是说在细胞刚分裂之后），araC将表达直至 低时（就是说在细胞刚分裂之后）， ）， 将表达直至 存在足够的AraC去阻遏它的转录。 去阻遏它的转录。 存在足够的 去阻遏它的转录
阿拉伯糖操纵子
在大肠杆菌中阿拉伯糖的降解需要3个基因： 在大肠杆菌中阿拉伯糖的降解需要 个基因：araB、 个基因 、 araA和araD，它们形成一个基因簇，简写为 和 ，它们形成一个基因簇，简写为araBAD E.Coli 的ara操纵子（arabinose operon）中的 操纵子（ ） 操纵子 araB基因、araA基因和 基因、 基因和araD基因分别编码阿拉伯糖代谢 基因 基因和 基因分别编码阿拉伯糖代谢 需要的三种酶： 需要的三种酶：
因为培养基中含有葡萄糖，所以 因为培养基中含有葡萄糖，所以cAMP-CAP没有与操纵 没有与操纵 区位点相结合， 蛋白处于Pr形式并与 位点结合， 区位点相结合，AraC蛋白处于 形式并与 位点结合，RNA 蛋白处于 形式并与A位点结合 聚合酶很少再与P 结合， 基因虽然仍有转录， 聚合酶很少再与 c结合，araC基因虽然仍有转录，但受到抑 基因虽然仍有转录 蛋白形成， 制，只有少量 AraC蛋白形成，整个系统几乎处于静止状态。 蛋白形成 整个系统几乎处于静止状态。
当由于araBAD编码的蛋白质的代谢使得阿拉伯糖 编码的蛋白质的代谢使得阿拉伯糖 当由于 水平下降时， 又转换成一个阻遏物， 水平下降时，AraC又转换成一个阻遏物，同时 又转换成一个阻遏物 araBAD转录减少，此时尽管CAP-cAMP复合物仍 转录减少，此时尽管 复合物仍 转录减少 然存在于细胞中。有趣的是， 然存在于细胞中。有趣的是，当葡萄糖和阿拉伯糖 都很丰富时，ara操纵子被阻遏，但阻遏的道理现在 操纵子被阻遏， 都很丰富时， 操纵子被阻遏 还不完全清楚，但这个结果表明araBAD诱导与 还不完全清楚，但这个结果表明 诱导与 AraC-阿拉伯糖和 阿拉伯糖和CAP-cAMP复合物都有关。 复合物都有关。 阿拉伯糖和 复合物都有关
没有葡萄糖，也没有阿拉伯糖，因为没有诱导物，尽管 没有葡萄糖，也没有阿拉伯糖，因为没有诱导物， 与操纵区位点相结合， 蛋白仍以Pr形式 有cAMP-CAP与操纵区位点相结合，AraC蛋白仍以 形式 与操纵区位点相结合 蛋白仍以 为主，无法与操纵区 位点相结合 位点相结合， 转录。 为主，无法与操纵区B位点相结合，无araBAD mRNA转录。 转录 无葡萄糖，有阿拉伯糖时，大量 基因产物以Pi形式存在 无葡萄糖，有阿拉伯糖时，大量araC基因产物以 形式存在， 基因产物以 形式存在， 并分别与操纵区B、 位点相结合 位点相结合， 并分别与操纵区 、A位点相结合，在cAMP-CAP的共同作 的共同作 用下， 基因大量表达， 用下，araC和araBAD基因大量表达，操纵子充分激活。 和 基因大量表达 操纵子充分激活。
3. C-Protein also represses its own synthesis at low concentrations of cAMP and represses BAD expression unless arabinose is present. a. C-Protein footprint at three sites (Ara O1, Ara O2, and Ara I) -in absence of aribinose and presence of glucose (low cAMP).
阿拉伯糖的作用象AraC的一个调控器， 阿拉伯糖的作用象AraC的一个调控器，可将 AraC的一个调控器 AraC由一个阻遏物转换为一个激活剂。 AraC由一个阻遏物转换为一个激活剂。阿拉伯糖与 由一个阻遏物转换为一个激活剂 AraC结合似乎改变了AraC同源二聚体化特性和促进 AraC结合似乎改变了AraC同源二聚体化特性和促进 结合似乎改变了AraC 了AraC-CAP复合物的形成。在这样的条件下，AraC AraC-CAP复合物的形成。在这样的条件下， 复合物的形成 －阿拉伯糖的作用象是一个转录激活剂，这正是 阿拉伯糖的作用象是一个转录激活剂， CAP-cAMP诱导araB，araA，araD转录所需要的。 CAP-cAMP诱导araB，araA，araD转录所需要的。 诱导araB 转录所需要的
与araBAD相邻的是一个复合的启动子区域 相邻的是一个复合的启动子区域 和一个调节基因araC，这个AraC蛋白同时显示 ，这个 和一个调节基因 蛋白同时显示 正、负调节因子的功能。AraBAD和araC基因 负调节因子的功能。 和 基因 的转录是分别在两条链上以相反的方向进行的。 的转录是分别在两条链上以相反的方向进行的。 在标准的遗传学图谱上，araBAD基因簇从启动 在标准的遗传学图谱上， 基因簇从启动 开始向右进行转录， 子PBAD开始向右进行转录，而araC基因则是从 基因则是从 Pc向左转录。 向左转录。
When the araC protein is bound to the operator araO1, transcription from PC is prevented. When arabinose levels are low, the AraC protein acts as a repressor and binds to two operator sites, araO1 and araO2, as well as to araI. Binding to araO1 inhibits transcription of the araC gene itself. Thus, araC is autoregulated at the level of its own transcription. AraC molecules bound to araO2 and araI interact with each other to form a DNA loop. This structure causes repression of transcription of the araBAD genes.
然而当阿拉伯糖水平高，而葡萄糖水平低（cAMP高） 然而当阿拉伯糖水平高，而葡萄糖水平低（cAMP高 时，CAP-cAMP复合物能够与ara操纵子中的CAP结合部位结 CAP-cAMP复合物能够与ara操纵子中的CAP结合部位结 复合物能够与ara操纵子中的CAP 合，使DNA突环打开。 DNA突环打开。 突环打开
核酮糖激酶（ kinase）， 核酮糖激酶（ribulose kinase）， 阿拉伯糖异构酶（ 阿拉伯糖异构酶（arabinose isomerase） ） 核酮糖-5-磷酸差向异构酶（ 核酮糖 磷酸差向异构酶（ribulose-5-phosphate eimerase）。 磷酸差向异构酶 ）。
三个基因的表达受到ara操纵子中第 个基因 操纵子中第4个基因 三个基因的表达受到 操纵子中第 个基因araC 产 物转录因子AraC的调控。 的调控。 物转录因子 的调控
Arabinose Operon 1. Coordinated expression of Arabinose Isomerase, ribulokinase, and an epimerase in response to arabinose "diet" in E. Coli in absence of glucose. (Ara A, Ara B, Ara D).
Gene organization deduced from genetics. Two operators (Ara O1 and Ara O2) control expression of the BAD genes.