高级动物生物化学：表达调控ppt课件.ppt

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1、原核生物的基因表达调控原核生物基因表达调控是在不同水平上进行的调控机制对转录水平的表达作用具有最大的影响基因表达的简要途径表示原核生物中表达的5个重要水平乳糖操纵子(lacOperon)组成酶和诱导酶-半乳糖苷酶是一个可诱导酶lac操纵子的调节基因与操纵基因操纵子是原核生物中基因表达的协同单位每个操纵子包含一组结构基因、启动子以及被调节基因产物结合的操纵基因位点Lac阻遏物的化学本质－阻遏物是一个调节蛋白Lac调节基因的结构特点乳糖分子被-半乳糖苷酶酶解-半乳糖苷酶量与E.coli细胞数量的关系Lacoperon和它的调节基因图谱Lacoperon阻遏与诱导状态图解Lac阻遏

2、物保护Lac操纵基因免遭胰脱氧核糖核酸酶的水解Lacoperon中操纵基因(operator)核苷酸顺序分解代谢物阻遏(CataboliteRepression)葡萄糖的存在避免了lac操纵子及其它与碳氢物代谢相关酶的操纵子诱导，这一现象称为分解代谢物阻遏lac操纵子及几种其它操纵子的分解代谢物阻遏是通过一个调节蛋白－CAP(CataboliteActivatorProtein)起作用的。CAP与cAMP的复合物结合在CAP位点决定lac操纵子的转录CAP是一个正调节子lac阻遏物是一个负调节子CAP-cAMP复合物X-射线结构CAP二聚体结构CAP、RNA聚合酶、Represso

3、r与模板DNA结合简图阿拉伯糖操纵子(araOperon)AraC蛋白的合成具有自身调节作用阿拉伯糖缺乏时，AraC蛋白对操纵子转录起负调节作用阿拉伯糖存在时，阿拉伯糖与AraC蛋白质复合物起正调节作用葡萄糖缺乏时，cAMP-CAP复合物对araOperon转录起正调节作用大肠杆菌araC和araBAD操纵子图谱阿拉伯糖操纵子的正负调节ara操纵子和它的调节基因图ara操纵子作用示意图(A)ara操纵子作用示意图(B)ara操纵子作用示意图(C)色氨酸操纵子(trpOperon)trpOperon调控催化色氨酸生物合成相关五个酶的合成trpOperon是一个可阻遏操纵子当trp缺乏

4、时，trpOperon调节转录当trp存在时，阻遏蛋白与trp的复合物结合在操纵基因上阻止RNA多聚酶的转录trpOperon的弱化现象(Attenuation)弱化子的发现前导肽前导顺序的结构特点弱化作用的产生弱化现象的转录调节是普遍现象trpoperon的结构简图大肠杆菌trpOperon图谱trp与trp阻遏物结合改变了阻遏物的构象trp阻遏蛋白与DNA的结合大肠杆菌trp-阻遏物-操纵子复合物的X-射线结构trp操纵子mRNA前导肽的核苷酸顺序trp操纵子前导顺序二级结构的有关序列trp弱化子位点碱基顺序推测前导mRNA中的二级结构四个区能够碱基配对形成三个茎和环结构(1、

5、2；2、3和3、4)E.colitrpoperon弱化子模型真核生物的基因表达是在转录水平上的调控与转录控制有关的蛋白质：转录因子与转录控制相关的DNA序列－增强子(enhancer)转录因子的结构特征(DNA-bindingproteinmotif)螺旋-转角-螺旋(helix-turn-helixmotif)锌指结构(Zincfinger)亮氨酸拉链(LeucineZipper)螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix)TATAbox启动子上预起始复合物装配通过蛋白质与增强子和启动子结合调控转录的模型Thehelix-turn-helixmotifCAP二聚体的HTHm

6、otif依次在DNA大沟上接触Helix-turn-helixmotif与DNA结合(识别螺旋在DNA大沟中)两个Cys-两个His锌指结构TFIIIA锌指与5SDNA结合模型Zincfinger的NMR结构Zincfinger的X-射线结构亮氨酸拉链模型及它在转录因子两个分子二聚体化中的作用二聚体化转录因子C/EBP的亮氨酸拉链和DNA结合结构域的结构模型LeucinezippermotifLeucinezipper区与DNA复合物的X-射线结构HLH与DNA复合物的X-射线结构