色氨酸PPT

可阻遏操纵子基因情况恰好相反，它们是一些合成 各种细胞代谢过程中所必需的物质（如色氨酸）的 基因，由于这些物质在生命过程中的重要地位，这 些基因总是打开着的，当这些物质在细菌生活环境
中含量较高时，操纵子关闭这些基因。
T The End
The End END
2、可阻遏调节
这类被调节的基因平时都是开启的，处在产 生蛋白质或酶的工作过程中，但由于一些特殊代谢 物的积累将其关闭，阻遏了基因的表达，这种基因 称为可阻遏基因。

一般来说，可诱导的操纵子基因是一些编码糖分解
的基因，这些糖平时含量很少，因此，E．coli总是
利用更一般的能源物质——葡萄糖来提供能量，所 以这些操纵子常常是关闭的，但当生存条件发生变 化，如葡萄糖缺乏而必须利用乳糖作为能源时，就 要打开这些基因。
4
前导肽
trp 密码 子
序列3、4不能形成衰减子结构 2.当色氨酸浓度低时
High Trp
Low Trp
阻遏系统和弱化系统的联系与区别 色氨酸操纵子的阻遏系统是色氨酸生物合 成途径的第一水平调控，它主要调节转录 的启动与否。 色氨酸操纵子的弱化系统是色氨酸生物合 成途径的第二水平调控，它决定着已经启 动的转录是否能够继续进行下去
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色氨酸操纵子 Tryptophane operon
内容提要：
色氨酸操纵子的结构
色氨酸操纵子的阻遏调控机制
色氨酸操纵子的弱化调控机制
一、色氨酸操纵子的结构：
■ trpR 而激活 ——产生辅阻遏蛋白——结合色氨酸
■ 启动区P——转录起始时 RNA聚合酶的结合部 位 ■ 操纵区O——有活性的辅阻遏蛋白结合部位， 控制mRNA转录 ■ 前导区 L ——生成前导 RNA （ 162 ），囊括 trpa ——弱化子区，弱化作用（123～150bp） ■ 结构基因-- --由5个基因组成的
结构基因
trpR
P
O 前导序列
衰减子区域
前导mRNA
1
2
3
终止密码子
4
UUUU……
trp 密码子
14aa前导肽编码区: UUUU…… 包含序列1
1
2 第10、11密码子为trp密码子 UUUU…… 2 3
衰减子结构
UUUU……
形成发夹结构能力强弱： 序列1/2>序列2/3>序列3/4
3
4
转录衰减机制
TrpE基因编码邻氨基苯甲酸合成酶，
TrpD基因编码邻氨基苯甲酸焦磷酸转移酶，
TrpC基因编码邻氨基苯甲酸异构酶， TrpB基因编码色氨酸合成酶（β—色氨酸合成酶）， TrpA基因编码吲哚甘油—3—磷酸合成酶（α—色氨酸 合成酶）。
分支酸 → N-氨基苯甲酸 →→→→→→吲哚-3-甘油-磷酸 → 色氨酸
邻氨基苯甲酸合成酶
吲哚-3-甘油 磷酸合成酶
色氨酸合成酶 β链 α链 29，000 trpA
O L 间隔区 P
60，000 trpE
60，000 trpD
4 5，000 50，000 trpC trpB
P：启动子；O：操作子； L：前导序列； E.coli trpO 的结构及其产物所催化的色氨酸合成反应
前导DNA
RNA聚合酶
前导mRNA
4 1 5’
UUUU 3’
衰减子结构 就是终止子 可使转录
核糖体
3 2
终止
3
UUUU 3 ’ UUUU……
4
前导肽
trp 密码 子
1.当色氨酸浓度高时
前导DNA
Trp合成酶系相关 结构基因被转录
RNA聚合酶
结构基因
前导mRNA
2 3 2 4
核糖体 1
5’
3
UUUU…… UUUU……
4、Trp操纵子的阻遏状态
培养基中色氨酸浓度高时, trpR的产物
辅阻遏蛋白+色氨酸 与trP操纵基因结合 有活性阻遏物 阻止结构基因表达。
三、其他转录调节机制
（一）转录衰减
调节区
trpR
结构基因
RNA聚合酶 P O RNA聚合酶
Trp 低时
Baidu Nhomakorabea
mRNA
Trp 高时 Trp
色氨酸操纵子
三、trp 操纵子的弱化机制
阻遏作用的信号是细胞内色氨酸的多少； 弱化作用的信号则是细胞内载有色氨酸的 tRNA 的多少。它通过前导肽的翻译来控制 转录的进行，在细菌细胞内这两种作用相 辅相成，体现着生物体内周密的调控作用。
总
1、可诱导调节：
结
是指一些基因在特殊的代谢物或化合物的 作用下，由原来的关闭状态转变为工作状态，即在 某些物质的诱导下使基因活化。
邻氨基苯 吲哚甘油 色氨酸合成酶 甲酸合成酶 磷酸合成酶 TrpE terpD trpC trpB trpA t 衰减子 t’
启动子 操纵基因
前导序列
p p p N 2 6 AUG AAAG CAAUUUUCG UACUG AAG G UUGG UGG CG CA CUUCCUG AN 4 3 A UUUUUUU U 富含 G-C 的发 G C Leader peptide 夹结构 / 富含 C G U 的单链末端 C G Aaaaaa C G Met Lys Ala Ile Phe Val Leu Lys Gly Trp Trp Arg Thr Ser A G C C G A C G U U AA
图 16-28 trp 操纵子含有 5 个结构基因和 1 个控制区。控制区由启动子、操纵基因、前导顺序和衰减子构 成。前导区编码 14 个氨基酸，其中有 2 个是色氨酸。(仿 B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997, Fig .12.38)
二、色氨酸操纵子的阻遏调控机制
培养基中色氨酸浓度低时，辅阻遏蛋白不与操纵基因结合 性的操纵区 结构基因能够表达。 有活
1衰减子/弱化子：DNA中可导致转录过早终止的一段核甘酸序列（123-150区）。
研究引起终止的mRNA碱基序列，发现该区mRNA通过自我配对可以形成茎-环结构，
有典型的终止子特点。
2、前导序列：在trp mRNA5‘端trpE基因的起始密码 前一个长162bp的序列和核糖体结合位点。
调节区