第六章原核基因表達(dá)調(diào)控第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式色氨酸操縱子(tryptophaneoperon)負(fù)責(zé)色氨酸的生物合成，當(dāng)培養(yǎng)基中有足夠的色氨酸時(shí)，這個(gè)操縱子自動(dòng)關(guān)閉，缺乏色氨酸時(shí)操縱子被打開(kāi)，trp基因表達(dá)，色氨酸或與其代謝有關(guān)的某種物質(zhì)在阻遏過(guò)程（而不是誘導(dǎo)過(guò)程）中起作用。由于trp體系參與生物合成而不是降解，它不受葡萄糖或cAMP-CAP的調(diào)控。第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式1．trp操縱子的阻遏系統(tǒng)

trpR基因突變常引起trpmRNA的永久型合成，該基因產(chǎn)物因此被稱為輔阻遏蛋白(aporepressor)。除非培養(yǎng)基中有色氨酸，否則這個(gè)輔阻遏蛋白不會(huì)與操縱區(qū)結(jié)合。輔阻遏蛋白與色氨酸相結(jié)合形成有活性的阻遏物，與操縱區(qū)結(jié)合并使之關(guān)閉轉(zhuǎn)錄trpmRNA。第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式色氨酸操縱子的結(jié)構(gòu)和色氨酸阻抑物的功能第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式色氨酸操縱子的調(diào)控模式TrpTrp高時(shí)Trp低時(shí)mRNA

OPtrpR調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因

RNA聚合酶

RNA聚合酶

?第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式2．弱化子與前導(dǎo)肽

在trpmRNA5'端trpE基因的起始密碼前有一個(gè)長(zhǎng)162bp的mRNA片段被稱為前導(dǎo)區(qū)，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)mRNA合成起始以后，除非培養(yǎng)基中完全沒(méi)有色氨酸，轉(zhuǎn)錄總是在這個(gè)區(qū)域終止，產(chǎn)生一個(gè)僅有140個(gè)核苷酸的RNA分子，終止trp基因轉(zhuǎn)錄。因?yàn)檗D(zhuǎn)錄終止發(fā)生在這一區(qū)域，并且這種終止是被調(diào)節(jié)的，這個(gè)區(qū)域就被稱為弱化子。第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式分析前導(dǎo)肽序列，發(fā)現(xiàn)它包括起始密碼子AUG和終止密碼子UGA，編碼了一個(gè)14個(gè)氨基酸的多肽。該多肽有一個(gè)特征，其第10位和11位有相鄰的兩個(gè)色氨酸密碼子。正是這兩個(gè)相連的色氨酸密碼子（組氨酸、苯丙氨酸操縱子中都有這種現(xiàn)象）調(diào)控了蛋白質(zhì)的合成。第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式UUUU……UUUU……調(diào)節(jié)區(qū)結(jié)構(gòu)基因trpROP前導(dǎo)序列衰減子區(qū)域

UUUU……前導(dǎo)mRNA1234衰減子結(jié)構(gòu)

第10、11密碼子為trp密碼子終止密碼子14aa前導(dǎo)肽編碼區(qū):包含序列1

形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)能力強(qiáng)弱：序列1/2>序列2/3>序列3/4

trp密碼子

UUUU……第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式stopstop暫停發(fā)夾構(gòu)象抗終止構(gòu)象UUUU……342423UUUU……核糖體

前導(dǎo)肽

前導(dǎo)mRNA15’trp密碼子

結(jié)構(gòu)基因前導(dǎo)DNA

RNA聚合酶當(dāng)色氨酸濃度低時(shí)Trp合成酶系相關(guān)結(jié)構(gòu)基因被轉(zhuǎn)錄序列3、4不能形成衰減子結(jié)構(gòu)第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式當(dāng)培養(yǎng)基中色氨酸的濃度很低時(shí)，負(fù)載有色氨酸的tRNATrp也就少，這樣翻譯通過(guò)兩個(gè)相鄰色氨酸密碼子的速度就會(huì)很慢，當(dāng)4區(qū)被轉(zhuǎn)錄完成時(shí)，核糖體才進(jìn)行到1區(qū)（或停留在兩個(gè)相鄰的trp密碼子處），這時(shí)的前導(dǎo)區(qū)結(jié)構(gòu)是2-3配對(duì)，不形成3-4配對(duì)的終止結(jié)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)錄可繼續(xù)進(jìn)行，直到將trp操縱子中的結(jié)構(gòu)基因全部轉(zhuǎn)錄。第三節(jié)色氨酸操縱子的調(diào)控模式UUUU……34UUUU3’34核糖體

前導(dǎo)肽前導(dǎo)m