信号转导CAMP信号通路对基因转录的激活之乳糖操纵子

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1、信号转导CAMP信号通路对基因转录的激活之乳糖操纵子姓名：李飞专业:细胞生物学指导教师：江龙教授1CAMP信号通路2乳糖操纵子的结构3乳糖操纵子转录的调节方式一、CAMP信号通路1cAMP信号通路(cAMPsignalpathway)又称PKA系统(proteinkinaseAsystem,PKA)，是环核苷酸系统的一种。在这个系统中，细胞外信号与相应受体结合，通过调节细胞内第二信使cAMP的水平而引起反应的信号通路。信号分子通常是激素，对cAMP水平的调节，是靠腺苷酸环化酶进行的。该通路是由质膜上的五种成分组成：激活型受

2、体(stimulatereceptor,RS)，抑制型受体(inhibitereceptor,Ri)，激活型和抑制型调节G蛋白(Gs和Gi)和腺苷酸环化酶C。图1cAMP激活蛋白激酶A2、作用机理：cAMP信号途径可表示为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白磷酸化→基因转录3、Gs和Gi图2激活型和抑制型G蛋白偶联系统4、腺苷酸环化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存下，催化ATP生成cAMP二、乳糖操纵子结构乳糖操纵子(lactoseoperon)包括3个结构

3、基因：Z、Y和A，以及启动子、控制子和阻遏子；Z编码β-半乳糖苷酶；Y编码β-半乳糖苷透过酶；A编码β-半乳糖苷乙酰基转移酶三、乳糖操纵子转录的调节方式三种调节方式阻遏蛋白的负性调节CAMP的正性调节（CAMP信号通路对基因转录的激活）协调调节1、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。此时，Ⅰ基因列在P启动序列操纵下表达的乳糖阻遏蛋白与O序列结合，故阻断转录启动。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、透酶生成。当有乳糖存在时，乳糖操纵子即

4、可被诱导。真正的诱导剂并非乳糖本身。乳糖经透酶催化、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。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构型变化，导致阻遏蛋白与O序列解离、发生转录，使β-半乳糖苷酶分子增加1000倍。分解代谢物基因激活蛋白CRP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CRP结合，这时CRP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CRP结合

5、受阻，因此乳糖操纵子表达下降。2、CAMP的正性调节（CAMP信号通路对基因转录的激活）信号分子与受体结合通过G蛋白活化腺苷酸环化酶，导致细胞内cAMP浓度增高激活蛋白激酶A，被活化的蛋白激酶A（催化亚基）转为进入细胞核，使基因调控蛋白（cAMP应答结合蛋白，CREB）磷酸化，磷酸化的基因调控蛋白与靶基因调控序列结合，增强靶基因的表达。CAMP信号通路对基因转录的激活3、协调调节2006200720082009当阻遏蛋白封闭转录时，CAMP对该系统不能发挥作用；没有CAMP时，即使阻遏蛋白从operator上解离仍无明显的

6、转录活性；若有葡萄糖和乳糖时，细菌优先利用葡萄糖---分解代谢阻遏（catabolicrepression）ThankYou!请老师和同学们雅正！