1、第十二章代謝調(diào)節(jié)綜述要求掌握：酶合成的誘導(dǎo)和阻遏作用，原核生物基因表達(dá)調(diào)控的操縱子模型（乳糖操縱子和色氨酸操縱子）；熟悉：通過控制酶活性調(diào)節(jié)代謝的方式（抑制作用、別構(gòu)作用、共價(jià)修飾作用）。了解：酶的分布區(qū)域化，激素對(duì)代謝的調(diào)節(jié)和反義核酸的調(diào)節(jié)。重點(diǎn)內(nèi)容：原核生物基因表達(dá)調(diào)控的操縱子模型。難點(diǎn)內(nèi)容：原核生物基因表達(dá)調(diào)控的操縱子模型。第一節(jié) 原核生物基因表達(dá)調(diào)控每種生物在生長發(fā)育和分化的過程中，以及在對(duì)外環(huán)境的反應(yīng)中各種相關(guān)基因有條不紊的表達(dá)起著至關(guān)重要的作用。在原核生物中，一些與代謝有關(guān)的酶基因表達(dá)的調(diào)控主要表現(xiàn)為對(duì)生長環(huán)境變化的反應(yīng)和適應(yīng)。與原核生物相比，真核生物基因表達(dá)的調(diào)控更為復(fù)雜，真核生

2、物基因表達(dá)的調(diào)控主要是指編碼蛋白質(zhì)的mRNA的形成與使用的調(diào)節(jié)與控制。一、 基因表達(dá)1、概念：貯存著生物體遺傳信息的基因轉(zhuǎn)錄mRNA和翻譯成蛋白質(zhì)的過程。2、基因表達(dá)的方式（1）組成型表達(dá)（Constitutive expression)基因的表達(dá)是持續(xù)性的，不受調(diào)控的。如三羧酸循環(huán)中的代謝酶等。（2）誘導(dǎo)型表達(dá)二、 原核生物基因表達(dá)的調(diào)控原核生物在對(duì)外環(huán)境突然變化的反應(yīng)中，是通過誘導(dǎo)或阻遏合成一些相應(yīng)的蛋白質(zhì)來調(diào)整與外環(huán)境之間的關(guān)系。由于原核生物的轉(zhuǎn)錄與翻譯的過程是偶聯(lián)的，而且這種過程所經(jīng)歷的時(shí)間很短，只需數(shù)分鐘，同時(shí)由于大多數(shù)原核生物的mRNA在幾分鐘內(nèi)就受到酶的影響而降解，因此就消除了外

3、環(huán)境突然變化后所造成的不必要的蛋白質(zhì)的合成。與真核生物相比，原核生物基因表達(dá)的一個(gè)特點(diǎn)是快速。 下面分別以大腸埃希菌(E.coli)的乳糖操縱子(1actose operon，屬可誘導(dǎo)操縱子)和色氨酸操縱子(triptophan operon,屬可阻遏操縱子)為例介紹原核生物轉(zhuǎn)錄起始和轉(zhuǎn)錄終止的調(diào)控。1961年，法國Jacob 和F.Monod J.提出了原核細(xì)胞基因表達(dá)的操縱子模型。(一)操縱子（operon)：指一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和操縱基因、啟動(dòng)子、終止子等組成的原核細(xì)胞的基因表達(dá)協(xié)調(diào)單位。（二）操縱子類型1、可誘導(dǎo)操縱子平時(shí)關(guān)閉誘導(dǎo)物誘導(dǎo)開放基因產(chǎn)物通常為分解代謝酶代表：乳糖操縱子2

4、、可阻遏操縱子平時(shí)開放代謝物關(guān)閉基因產(chǎn)物通常為合成代謝酶代表：色氨酸操縱子三、乳糖操縱子（一）乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)和誘導(dǎo)劑 所謂操縱子是指一些成簇排列、相互協(xié)同的基因所組成的單位，也稱基因表達(dá)的協(xié)同單位(a coordinated unit of gene expression)。在乳糖操縱子中有Z基因(編碼-半乳糖苷酶，galactosidase)，Y基因(編碼通透酶，permease)，a基因(編碼轉(zhuǎn)乙酰基酶，transacetylase)，上述Z、Y、a是結(jié)構(gòu)基因；P(啟動(dòng)子，promoter)，O(操縱基因，operator)是調(diào)控基因；I(編碼Lac阻遏物，Lac repressor)不

5、屬于乳糖操縱子。大腸埃希菌能利用乳糖作為碳源，但要將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖，催化此水解反應(yīng)的是-半乳糖苷酶。由于Z、Y、a以多順反子(polycistron)形式存在，即三種基因被轉(zhuǎn)錄到同一條mRNA上，因此乳糖能同時(shí)等量地誘導(dǎo)三種酶的合成。通透酶的作用是使乳糖能透過細(xì)菌壁，轉(zhuǎn)乙酰基酶的作用還不清楚。在大腸埃希菌內(nèi)，真正生理性的誘導(dǎo)劑并非乳糖，而是別位乳糖(allo-lactose)，也是由乳糖經(jīng)-半乳糖苷酶(未經(jīng)誘導(dǎo)少量存在于細(xì)菌內(nèi))催化形成，并再經(jīng)-半乳糖苷酶水解為半乳糖和葡萄糖。 (二)Lac阻遏物的作用 Lac阻遏物是一種具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，4個(gè)亞基相同(分子質(zhì)量 37000)，都

6、有一個(gè)與誘導(dǎo)劑(生理性誘導(dǎo)劑為別位乳糖，實(shí)驗(yàn)常用的誘導(dǎo)劑是異丙基硫代半乳糖一IPTG)的結(jié)合位點(diǎn)。在沒有誘導(dǎo)劑的情況下，Lac阻遏物能快速與操縱基因O結(jié)合，從而阻礙結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)有誘導(dǎo)劑與Lac阻遏物結(jié)合后，阻遏物的構(gòu)象就發(fā)生變化，導(dǎo)致阻遏物從操縱基因O上解離下來，RNA聚合酶不再受阻礙，能轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因Z、Y、a。Lac阻遏物與操縱基因O結(jié)合時(shí)所覆蓋的區(qū)域?yàn)?8 bp。 (三)CAP與cAMP復(fù)合物在乳糖操縱子表達(dá)中的作用 大腸埃希菌具有優(yōu)先利用葡萄糖作為能源的特點(diǎn)。當(dāng)大腸埃希菌在含有葡萄糖的培養(yǎng)劑中生長時(shí)，一些分解代謝酶，如-半乳糖苷酶、半乳糖激酶、阿拉伯糖異構(gòu)酶、色氨酸酶等的水平都很低

7、，這種葡萄糖對(duì)其他酶的抑制效應(yīng)稱為分解物阻遏作用(catabolite repression)，這種現(xiàn)象與cAMP有關(guān)。葡萄糖能降低大腸埃希菌中cAMP的濃度，而加入外源性cAMP能逆轉(zhuǎn)葡萄糖的這種抑制作用。cAMP能刺激多種可誘導(dǎo)的操縱子(inducible operon)，包括乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)。從這點(diǎn)上來說，cAMP在細(xì)菌和哺乳動(dòng)物中的作用是相同的，都是作為饑餓信號(hào)(hunger signal)，但作用機(jī)制全然不同，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞，cAMP的作用是激活蛋白激酶，再由蛋白激酶磷酸化其他靶蛋白質(zhì)分子，例如，調(diào)控糖原合成和分解的機(jī)制；而細(xì)菌中cAMP的作用是通過和一種稱為分解物基因激活物蛋白

8、(catabolite gene activator protein ，CAP)結(jié)合后發(fā)揮作用。CAP是一種具有兩個(gè)相同亞基的蛋白質(zhì)，每個(gè)亞基都具有與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域和與cAMP結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。CAP與cAMP結(jié)合的復(fù)合物才能刺激操縱子結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。在乳糖操縱子上CAP與DNA結(jié)合的區(qū)域正好在啟動(dòng)子P的上游。當(dāng)沒有葡萄糖存在(或低濃度葡萄糖)時(shí)，cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合到相應(yīng)的DNA序列，并刺激RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄作用(能使轉(zhuǎn)錄效率提高50倍)，這種作用當(dāng)然是在沒有Lac阻遏物與操縱基因O結(jié)合的情況下才能發(fā)生(圖15-5)。在沒有CAP-cAMP的情況下，RNA聚合酶與啟動(dòng)子并不形成具有高效

9、轉(zhuǎn)錄活性的開放復(fù)合體，因此乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因的高表達(dá)既需要有誘導(dǎo)劑乳糖的存在(使Lac阻遏物失活)，又要求無葡萄糖或低濃度葡萄糖的條件(增高cAMP濃度，并形成CAP-cAMP復(fù)合物促進(jìn)轉(zhuǎn)錄)。乳糖操縱子調(diào)控模式在一定程度上也反映了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的一般情況：第一，環(huán)境條件的變化是相關(guān)基因表達(dá)的外界信號(hào)，如葡萄糖，乳糖濃度的變化是乳糖操縱子結(jié)構(gòu)基因是否轉(zhuǎn)錄的外界條件和信號(hào)；第二，基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控(negative regulation)，即調(diào)控蛋白質(zhì)與相應(yīng)的DNA序列結(jié)合后，能阻遏基因的表達(dá)，如Lac阻遏物與操縱基因O結(jié)合后就抑制了結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，在乳糖操縱子這種阻遏作用能被誘導(dǎo)劑解除；第

10、三。基因表達(dá)的正調(diào)控(positive regulation)，即調(diào)控蛋白與相應(yīng)的DNA序列結(jié)合后，能促進(jìn)基因的表達(dá)。如CAP-cAMP就是一種在多種原核生物操縱子中發(fā)揮正調(diào)控作用的復(fù)合物。四、色氨酸操縱子 原核生物的轉(zhuǎn)錄終止階段，也可以是基因表達(dá)調(diào)控的環(huán)節(jié)，色氨酸操縱子的調(diào)控模式就是一個(gè)典型的例子。色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)基因包括編碼5種酶的基因E、D、C、B、A，5種酶在催化分支酸(chorismate)轉(zhuǎn)變?yōu)樯彼岬倪^程中發(fā)揮作用，結(jié)構(gòu)基因中還包括L基因，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是前導(dǎo)mRNA，調(diào)控元件有啟動(dòng)子P和操縱基因O(圖15-6)。色氨酸操縱子表達(dá)的調(diào)控有兩種機(jī)制，一種是通過阻遏物的負(fù)調(diào)控，另一種是

11、通過衰減作用(attenuation)。 (一)阻遏物對(duì)色氨酸操縱子的調(diào)控 色氨酸阻遏物是一種同二聚體蛋白質(zhì)(由兩個(gè)相同的亞基組成)，每個(gè)亞基有107個(gè)氨基酸殘基。色氨酸阻遏物本身不能和操縱基因O結(jié)合，必須和色氨酸結(jié)合后才能與操縱基因O結(jié)合，從而阻遏結(jié)構(gòu)基因表達(dá)，因此色氨酸是一種共阻遏物(corepressor)。 (二)衰減作用對(duì)色氨酸操縱子的調(diào)控 色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的衰減作用是通過衰減子(attenuator)調(diào)控元件使轉(zhuǎn)錄終止。色氨酸操縱子的衰減子位于L基因中，離E基因5端約3060 bp。大腸埃希菌在無或低色氨酸環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)，能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生具有6720個(gè)核苷酸的全長多順反子mRNA，包括L基

12、因和結(jié)構(gòu)基因。培養(yǎng)劑中色氨酸濃度增加時(shí)，上述全長多順反子mRNA合成減少，但L基因5端部分的140個(gè)核苷酸的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物并沒有減少。這種現(xiàn)象是由衰減子造成的，而不是由于阻遏物-共阻遏物的作用所致。這段140個(gè)核苷酸序列就是衰減子序列。衰減子轉(zhuǎn)錄物具有4段能相互之間配對(duì)形成二級(jí)結(jié)構(gòu)的片段，片段1-和2配對(duì)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)時(shí)，片段3和4同時(shí)能配對(duì)形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)；而片段2和3形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)時(shí)，其他片段配對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu)就不能形成。片段3+和4及其下游的序列與因子不依賴轉(zhuǎn)錄終止有關(guān)序列相似。L基因的部分轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(含片段1)能被翻譯產(chǎn)生具有14個(gè)氨基酸殘基的肽鏈(前導(dǎo)肽)，其中含有兩個(gè)相鄰的色氨酸殘基。編碼此相鄰的兩個(gè)色

13、氨酸密碼，以及原核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯過程的偶聯(lián)是產(chǎn)生衰減作用的基礎(chǔ)。當(dāng)L基因轉(zhuǎn)錄后核糖體就與mRNA結(jié)合，并翻譯L序列。在高濃度色氨酸環(huán)境中，能形成色氨酰-tRNA，核糖體在翻譯過程中能通過片段1，同時(shí)影響片段2和3之間的發(fā)夾結(jié)構(gòu)形成，但片段3和4之間能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)就是P因子不依賴的轉(zhuǎn)錄終止結(jié)構(gòu)，因此RNA聚合酶的作用停止。當(dāng)色氨酸缺乏時(shí)，色氨酰-tRNA也相應(yīng)缺乏，此時(shí)核糖體就停留在兩個(gè)相鄰的色氨酸密碼的位置上，片段1和2之間不能形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，而片段2和3之間可形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，結(jié)果使色氨酸操縱子得以轉(zhuǎn)錄。第二節(jié) 真核生物基因表達(dá)調(diào)控簡介（本節(jié)選學(xué)）在轉(zhuǎn)錄水平，真核生物和原核生物的調(diào)控機(jī)

14、制基本相似，但至少在三方面真核生物基因表達(dá)的調(diào)控有其自身的特征：第一，轉(zhuǎn)錄的激活與被轉(zhuǎn)錄區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化有關(guān)；第二，原核生物基因表達(dá)有負(fù)調(diào)控和正調(diào)控，而真核生物基因表達(dá)以正調(diào)控為主；第三，真核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程在細(xì)胞內(nèi)區(qū)域化上是分開的，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行。 一、具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化 真核生物基因組中僅有很小部分的序列是編碼蛋白質(zhì)的。在哺乳動(dòng)物，只有2的DNA序列編碼蛋白質(zhì)，這部分序列的DNA信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯成為具有各種功能的蛋白質(zhì)。其中，有些基因的表達(dá)是比較恒定的，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在所有的組織細(xì)胞中都存在，這類基因稱為管家基因（housekeeping gen

15、es），這類基因的表達(dá)稱為組成性表達(dá)(constitutive gene expression)。有些基因的表達(dá)會(huì)因?yàn)榧?xì)胞對(duì)信號(hào)分子的反應(yīng)而發(fā)生變化，稱為可調(diào)控的基因表達(dá)(regulated gene expression)。 具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)區(qū)域的DNA通常是去甲基化的。啟動(dòng)子附近DNA序列的甲基化可以抑制轉(zhuǎn)錄起始，與基因靜止相關(guān)。甲基化一般發(fā)生在具有CpG序列的胞嘧啶第5位碳原子上。DNA甲基化的異常與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。 上述這些具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，都是為轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)作準(zhǔn)備，使RNA聚合酶和一些轉(zhuǎn)錄因子得以接近被轉(zhuǎn)錄基因的調(diào)控序列。基因活化的過程是染色質(zhì)與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的結(jié)構(gòu)改變的

16、過程，此過程稱為染色質(zhì)重建(chromatin remodeling)。二、參與基因調(diào)控的順式作用元件和反式作用因子 (一)順式作用元件 這類調(diào)控元件是指那些和被轉(zhuǎn)錄的結(jié)構(gòu)基因在距離上比較接近的DNA序列，包括啟動(dòng)子(及啟動(dòng)子上游近側(cè)序列)及增強(qiáng)子等。 1.啟動(dòng)子和啟動(dòng)子上游近側(cè)序列 編碼蛋白質(zhì)基因的啟動(dòng)子和啟動(dòng)子上游近側(cè)序列中有3種短序列的突變能導(dǎo)致啟動(dòng)子功能的喪失，這3種短序列分別是TATA盒、CAAT盒、GC盒(已在第十三章作初步介紹)。啟動(dòng)子及啟動(dòng)子近側(cè)的保守序列元件按它們對(duì)RNA聚合酶的影響，可分為兩類，一類是位于較上游的元件，能較強(qiáng)地影響轉(zhuǎn)錄起始的效率，CAAT盒和GC盒即屬于這類

17、順式元件；另一類是位于距轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)較近的TATA盒，在選擇轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的過程中起調(diào)控作用。 2.增強(qiáng)子 增強(qiáng)子是一類能增強(qiáng)真核細(xì)胞某些啟動(dòng)子功能的順式作用元件。增強(qiáng)子作用不受序列方向的制約，即順的和反的序列都有作用，而且在離啟動(dòng)子相對(duì)較遠(yuǎn)的上游或下游都能發(fā)揮作用，有的增強(qiáng)子位于基因中間(通常位于內(nèi)含子中)。有的增強(qiáng)子只能在特異的組織中作用，例如免疫球蛋白基因的增強(qiáng)子(Oct-2)只能在表達(dá)該基因的B淋巴細(xì)胞中發(fā)揮作用，這種具有組織特異性的增強(qiáng)子可能是作為某些特異基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的組成部分而發(fā)揮作用。 3反應(yīng)元件(response elements) 當(dāng)真核細(xì)胞處于某一特定環(huán)境時(shí)，有反應(yīng)的基因具有

18、相同的順式作用元件，這類順式元件稱為反應(yīng)元件。例如熱激反應(yīng)元件(HSE)、激素反應(yīng)元件(HRE，在第十六章將作較深入介紹)，金屬反應(yīng)元件(MRE)等。這些反應(yīng)元件一般具有較短的保守序列，與轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的距離不固定，一般在200 bp之內(nèi)。有些反應(yīng)元件在啟動(dòng)子或增強(qiáng)子內(nèi)，如HSE在啟動(dòng)子內(nèi)，糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件(GRE)在增強(qiáng)子內(nèi)。4、沉默子（Silencer）作用與增強(qiáng)子相反，在基因表達(dá)調(diào)控中起抑制作用的一種順式作用元件；調(diào)控作用也不受距離和方向的限制。 (二)反式作用因子 反式作用因子(簡稱反式因子)，也稱轉(zhuǎn)錄因子(transcription factors)，是一類在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)因

19、子。反式因子的作用特點(diǎn)是：能識(shí)別啟動(dòng)子、啟動(dòng)子近側(cè)元件和增強(qiáng)子等順式元件中的特異靶序列，如轉(zhuǎn)錄因子TFD能識(shí)別和結(jié)合TATA盒，轉(zhuǎn)錄因子Spl能識(shí)別和結(jié)合GC盒，CTFl能識(shí)別和結(jié)合CAAT盒(圖15-9)。RNA聚合酶本身不能有效地啟動(dòng)或不能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，只有當(dāng)反式因子與相應(yīng)的順式元件結(jié)合后才能啟動(dòng)或有效啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。這種對(duì)基因轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)的調(diào)控是通過結(jié)合在不同順式元件上的反式因子之間或反式因子與RNA聚合酶之間的相互作用而實(shí)現(xiàn)的。 反式因子具有兩個(gè)必需的結(jié)構(gòu)域，一個(gè)是能與順式元件結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，能識(shí)別特異的DNA序列；另一個(gè)是激活結(jié)構(gòu)域，其功能是與其他反式因子或RNA聚合酶結(jié)合，正是由于反式因子激活結(jié)構(gòu)

20、域的這種功能，才能使一些離TATA盒較遠(yuǎn)(幾個(gè)kb)的順式元件所結(jié)合的反式因子能參與轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控。由于DNA分子是柔性的，能成環(huán)狀，這是結(jié)合在相距較遠(yuǎn)的順式元件上的反式因子之間相互作用的基礎(chǔ)。真核生物基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)由多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子參與，而不同轉(zhuǎn)錄因子組合的相互作用能啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。 (三)反式作用因子結(jié)構(gòu)的模式 反式因子與相應(yīng)順式元件結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，可歸納為如下幾種模式： 1.螺旋一轉(zhuǎn)角一螺旋(helix-turn-helix) 具有這種結(jié)構(gòu)模式的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白最初在原核生物中發(fā)現(xiàn)，如本章提到的CAP。 2.鋅指(zinc fingers) 鋅指結(jié)構(gòu)含有約30個(gè)氨基酸殘基，其中4個(gè)氨基酸殘基(

21、兩個(gè)是半胱氨酸，兩個(gè)是組氨酸，或4個(gè)都是半胱氨酸)以配位鍵與Zn2+相互作用(圖1510)。這種結(jié)構(gòu)模式在多種真核轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域中存在，而且都具有多個(gè)相同的鋅指，轉(zhuǎn)錄因子TFA(與轉(zhuǎn)錄5S RNA基因有關(guān))具有9個(gè)鋅指，每個(gè)鋅指都能與DNA雙螺旋大溝結(jié)合（圖1511）3亮氨酸拉鏈(1eucine zippers) 這種結(jié)構(gòu)是指在反式因子的一段肽鏈中每隔7個(gè)氨基酸殘基就有一個(gè)亮氨酸殘基出現(xiàn)，這段肽鏈所形成的a螺旋就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)由亮氨酸殘基構(gòu)成的疏水面，而另一面則是由親水性氨基酸殘基所構(gòu)成的親水面(圖1512)。由亮氨酸殘基組成的疏水面即為亮氨酸拉鏈條，兩個(gè)具有亮氨酸拉鏈條的反式因子，就

22、能借疏水作用形成二聚體(圖1513)，有些反式因子要形成二聚體后才能發(fā)揮作用，二聚體可以是同二聚體(homodimer，即由兩個(gè)相同的反式因子組成)，也可以是異二聚體(heterodimer，即由兩個(gè)不同的反式因子組成)。亮氨酸拉鏈對(duì)二聚體的形成是必需的，但不直接參與和DNA的相互作用，參與和DNA結(jié)合的是“拉鏈”區(qū)以外的結(jié)構(gòu)。 4螺旋-環(huán)-螺旋(helix-loop-helix) 這種結(jié)構(gòu)也和亮氨酸拉鏈一樣與形成反式因子二聚體有關(guān)。控制多細(xì)胞生物體有關(guān)基因表達(dá)的反式因子往往具有這種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有比較保守的含有50個(gè)氨基酸殘基的肽段，既含有與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)，又含有形成二聚體的結(jié)構(gòu)，這部分

23、肽段能形成兩個(gè)較短的a螺旋，兩個(gè)a螺旋之間有一段能形成環(huán)狀的肽鏈，a螺旋是兼性，即具有疏水面和親水面(上述亮氨酸拉鏈也是兼性a螺旋)。兩個(gè)具有螺旋-環(huán)-螺旋的反式因子能形成二聚體，二聚體的形成有利于反式因子的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域與DNA結(jié)合(圖1514)。 第三節(jié) 通過酶活性對(duì)代謝的調(diào)節(jié)一、抑制作用-P536二、 別構(gòu)作用別構(gòu)酶(allosteric enzyme)往往是具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的多亞基的寡聚酶，酶分子中除有催化作用的活性中心也稱催化位點(diǎn)（catalytic site）外；還有別構(gòu)位點(diǎn)(allosteric site)后者是結(jié)合別構(gòu)劑(allesteric effector)的位置，當(dāng)它與別構(gòu)劑結(jié)合時(shí)，酶的分子構(gòu)象就會(huì)發(fā)生輕微變化，影響到催化位點(diǎn)對(duì)底物的親和力和催化效率。若別構(gòu)劑結(jié)合使酶與底物親和力或催化效率增高的稱為別構(gòu)激活劑(allosteric activator)，反之使酶底物的r親和力或催化效率降低的稱為別構(gòu)抑制劑(allosteric inhibitor)。酶活性受別構(gòu)劑調(diào)節(jié)的作用稱為別構(gòu)調(diào)節(jié)