上海交通大学：《微生物学 Microbiology》课程教学资源（中文课件）第9章 微生物基因表达的调控

上充通大￥ Shanghai Jiao Tong University 微生物学 第9章微生物基因表达的调控 陈峰 上海交通大学生命科学技术学院 School of Life Science and Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University http://micro.sjtu.edu.cn

第9章 微生物基因表达的调控 陈峰 上海交通大学生命科学技术学院 School of Life Science and Biotechnology, Shanghai Jiao Tong University http://micro.sjtu.edu.cn 微生物学

上浒克通大￥ Shanghai Jiao Tong University 代谢调控概述 调控是通过改变酶的数量与活性来实现的 ·微量蛋白-10 copies ·大量蛋白-105 copies 0 蛋白质合成的速率可相差1000倍 ·酶的活性可以改变 上海交大生命学院陈峰

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 代谢调控概述 调控是通过改变酶的数量与活性来实现的 • 微量蛋白-10 copies • 大量蛋白-105 copies • 蛋白质合成的速率可相差1000倍 • 酶的活性可以改变

上克通大学 Shanghai Jiao Tong University 代谢调控的机制 Regulate Regulate enzyme synthesis enzyme activity At translation At transcription Substrate Product No product Enzyme A Enzyme B No enzyme Translation 1米 No mRNA Transcription ne

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 代谢调控的机制

上游充通大睾 Shanghai Jiao Tong University 第一节转录水平的调控 负转录调控：调节基因的产物阻遏蛋白，起阻止 结构基因转录的作用 ·负控诱导 ·负控阻遏 正转录调控：调节基因的产物是激活蛋白 正控诱导 ·正控阻遏 上海交大生命学院陈峰

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 第一节 转录水平的调控 负转录调控：调节基因的产物阻遏蛋白，起阻止 结构基因转录的作用 • 负控诱导 • 负控阻遏 正转录调控：调节基因的产物是激活蛋白 • 正控诱导 • 正控阻遏

上泽克通大学 Shanghai Jiao Tong University DNA结合蛋白一般为二聚体结构 Domain containing protein-protein contacts,holding protein dimer together DNA binding domain fits in major grooves and along phosphate backbone 可以与蛋白质结合 的特定DNA序列一 般为反向重复序列。 5 TGTGTGGAATTGTGAGCGGATAACAATTTCACACA 3 ACACACCTTAACACTCGCCTATTGTTAAAGTGTGT 3 Inverted repeats on the DNA 上海交大生命学院陈峰

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 DNA结合蛋白一般为二聚体结构 可以与蛋白质结合 的特定DNA序列一 般为反向重复序列

上游充通大睾 Shanghai Jiao Tong University 1转录的负调控 Repression阻遏 ·代谢途径的终产物可抑制与其合成有关的酶 的转录 Induction诱导 ·只有酶作用的底物存在时，该酶的基因才得 以转录 上海交大生命学院陈峰

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 1 转录的负调控 Repression阻遏 • 代谢途径的终产物可抑制与其合成有关的酶 的转录 Induction诱导 • 只有酶作用的底物存在时，该酶的基因才得 以转录

上游充通大学 Shanghai Jiao Tong University 1)负控阻遏系统 与精氨酸合成有关的酶 只在精氨酸缺乏时合成； 外加精氨酸可阻遏相关 酶的合成。 Number of cells -Total protein Arginine added Enzymes involved in arginine synthesis Time

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 1）负控阻遏系统 与精氨酸合成有关的酶 只在精氨酸缺乏时合成； 外加精氨酸可阻遏相关 酶的合成

上游充通大￥ Shanghai Jiao Tong University 负控阻遏系统的机理：阻遏物与共阻遏物 Promoter Operator Gene 1 Gene 2 Gene 3 RNA polymerase Transcription occurs Repressor 阻遏蛋白不能与操纵基因结合，所以 操纵子可转录 上海交大生命学院陈峰

Shanghai Jiao Tong University 上海交大生命学院陈峰 负控阻遏系统的机理：阻遏物与共阻遏物 阻遏蛋白不能与操纵基因结合,所以 操纵子可转录

Promoter Operator Gene 1 Gene 2 Gene 3 RNA Corepressor polymerase Transcription blocked Repressor 共阻遏物的作用：共阻遏物与阻遏蛋白结合，导致 阻遏蛋白活化而结合与操纵基因，阻断转录。 在精氨酸操纵子（(argCBH operon)中，阻遏蛋白为精 氨酸阻遏蛋白，共阻遏物为精氨酸

共阻遏物的作用：共阻遏物与阻遏蛋白结合，导致 阻遏蛋白活化而结合与操纵基因，阻断转录。 在精氨酸操纵子（argCBH operon）中，阻遏蛋白为精 氨酸阻遏蛋白，共阻遏物为精氨酸

(argC) (argB) (argH) Promoter Operator Gene 1 Gene 2 Gene 3 RNA polymerase ->Transcription occurs a Repressor (argC) (argB) (argH) PromoterOperator Gene 1 Gene 2 Gene 3 RNA Corepressor polymerase Transcription blocked Repressor (b) 负控阻遏系统

负控阻遏系统