简述色氨酸操纵子的作用机制 简述色氨酸操纵子的作用机理
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阻遏作用:trp操纵子转录起始的调控是通过阻遏蛋白实现的。产生阻遏蛋白的基因是trpR,该基因距trp operon基因簇很远。它结合于trp操纵基因特异序列,阻止转录起始。但阻遏蛋白的DNA结合活性受Trp调控,Trp起着一个效应分子的作用。
Trp与之结合的动力学常数为1~2×10-5mol·L-1。在有高浓度Trp存在时,阻遏蛋白-色氨酸复合物形成一个同源二聚体,并且与色氨酸操纵子紧密结合。弱化作用:trp操纵子转录终止的调控是通过弱化作用实现的。在大肠杆菌trp operon,前导区的碱基序列包括4个分别以1、2、3和4表示的片段,能以两种不同的方式进行碱基配对,1-2和3-4配对,或2-3配对,3-4配对区正好位于终止密码子的识别区。
前导序列有相邻的两个色氨酸密码子,当培养基中Trp浓度很低时,负载有Trp的tRNATrp也就少,这样翻译通过两个相邻色氨酸密码子的速度就会很慢,当4区被转录完成时,核糖体滞留1区,这时的前导区结构是2-3配对,不形成3-4配对的终止结构,所以转录可继续进行。反之,核糖体可顺利通过两个相邻的色氨酸密码子,在4区被转录之前,核糖体就到达2区,这样使2-3不能配对,3-4区可以配对形成终止子结构,转录停止。
反馈抑制作用:由于基因表达必然消耗一定的能源和前体物,相对于阻遏和弱化作用,反馈抑制作用更为经济和高效。终产物Trp对催化分支途径几步反应的酶具有反馈抑制作用,其50%抑制浓度分别为:邻氨基苯甲酸合酶,0.0015 mmol·L-1;邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶,0.15 mmol·L-1;色氨酸合成酶,7.7mmol·L-1。对于普通野生菌株,邻氨基苯甲酸合酶对Trp合成起到关键调控作用,常被称为瓶颈酶。
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