分子生物學原核基因轉錄水平的調控組成型表達和調節型表達

在細胞中，有些基因產物的量是比較恒定的，它們是細胞維持代謝必需的物質，如糖酵解途徑中的酶及組成核糖體的蛋白質，這類基因的表達稱為組成型表達（constitutiveexpression）；有些基因產物的量在不同的情況下變化很大，需要這類產物時基因表達，不需要時基因關閉，這類基因的表達稱為調節型表達（regulatedexpression）。真核與原核細胞轉錄與翻譯調控特點的比較轉錄水平上的調節方式①

代謝產物對基因表達的調節②

衰減子對基因表達的調節③

降解物對基因表達的調節④

細菌的應急反應

1.代謝產物對基因表達的調節

在降解代謝途徑中，起始端的酶的底物濃度往往決定是否合成這一途徑中后續的各種酶（誘導）；而在合成代謝中，最終產物往往是調節物質（阻遏）。這些調節物質必須與反式作用因子結合才能起到調節基因表達的作用。

2.衰減子對基因表達的調節

在這種調節方式中，起信號作用的是特定氨酰－tRNA的濃度，如對色氨酸操縱子來說，高濃度的色氨酰－tRNA抑制色氨酸操縱子的表達。具有這種調節方式的有大腸桿菌中的色氨酸操縱子、苯丙氨酸操縱子、蘇氨酸操縱子、異亮氨酸操縱子和纈氨酸操縱子，以及沙門氏菌的組氨酸操縱子和亮氨酸操縱子、嘧啶合成操縱子等。3.降解物對基因表達的調節

在有葡萄糖存在的情況下，即使在細菌培養基中加入乳糖、半乳糖、阿拉伯糖或麥芽糖等誘導物，與其對應的操縱子也不會啟動，這種現象稱為葡萄糖效應或稱為降解物抑制作用。這時，細菌所需的能量可以從葡萄糖得到滿足，而無須啟動一些不常用的基因去利用這些稀有的糖類。降解物對基因表達的調節

其機制是葡萄糖的存在會抑制細菌的腺苷酸環化酶，減少cAMP的合成，cAMP受體蛋白因不能與cAMP結合而不能形成復合物。這種復合物是一個正調節物質，它可與操縱子上的啟動子區結合，促進基因轉錄的啟動。若培養基中缺乏葡萄糖，而有其它種類的糖，相應的操縱子就會啟動。4.細菌的應急反應

上述3個方面是細菌處于正常生活條件下的基因表達調節方式，這種正常也包括生活環境中缺少某一種或兩種物質，但能找到代用物。可是，細菌有時會遇到十分惡劣的環境，比如氨基酸饑餓時，就不是缺少一兩種氨基酸，而是氨基酸全面匱乏。為了緊縮開支，渡過難關，細菌會產生應急反應，包括合成各種RNA、糖、脂肪和蛋白質在內的幾乎全部生化反應過程均被停止。細菌的應急反應

當氨基酸饑餓時，細胞中便存在大量的不帶氨基酸的tRNA，這種空載tRNA會激活焦磷酸轉移酶，使ppGpp大量合成，其濃度可增加10倍以上，ppGpp的出現會關閉許多基因，當然也會打開一些合成氨基酸的基因。ppGpp的作用原理還不清楚，它不只影響一個或幾個操縱子，而是影響一大批操縱子，所以它是超級調控因子。原核基因啟動子的一般結構

原核生物基因的啟動子有兩個保守的區域，一個位于－10處，稱為Pribnowbox，另一個位于－35處，稱為Sextamabox。它們的保守性為SextamaboxPribnowboxT82T84G78A65C54A45T80A95T45A60A50T96

通過缺失分析發現，強啟動子Pribnowbox和Sextamabox之間的間隔為17±1bp，增大或減小這個間距能明顯影響啟動子的強度。幾種原核基因的啟動子原核生物的RNA聚合酶

原核細胞中只有一種RNA聚合酶，它催化所有種類RNA的合成。真核細胞中有三種RNA聚合酶，分別稱為RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，它們催化合成的RNA種類不同。大腸桿菌RNA聚合酶

大腸桿菌RNA聚合酶通常認為由5個亞基組成，即α2、β、β＇及σ，這5個亞基組成的酶叫全酶，而只由α2、β、β＇4個亞基組成的酶叫做核心酶。此外，還可以看到一個相對分子量在10000左右的ω亞基，其功能尚不清楚；后來又發現一個分子量為69000的酸性蛋白，稱為NusA蛋白，現在又稱為轉錄延伸因子，其功能可能與RNA轉錄的延伸和終止有關。大腸桿菌RNA聚合酶各亞基的功能

σ亞基的主要功能是識別啟動子；α亞基的主要功能是參與和啟動子的結合、DNA雙鏈的解鏈和恢復雙螺旋；β亞基可能參與底物的結合及RNA合成時磷酸二酯鍵的形成；β＇亞基的堿性最強，可能起到與DNA模板結合的作用。RNA的轉錄過程

原核RNA聚合酶通過σ亞基發現啟動子－35區識別位點后，首先與－35區序列結合成一個封閉的啟動子復合體，幾乎與此同時，全酶向－10序列轉移并與之緊密結合，使－10區及轉錄起始區發生局部解鏈而形成開放型復合體。轉錄起始RNA的轉錄過程

在開放型復合體中，RNA聚合酶上的起始位點和延伸位點分別被兩個相應的核苷三磷酸按堿基配對原則占據（起始位點只允許嘌呤核苷三磷酸進入），在β亞基催化下形成第一個磷酸二酯鍵，這樣就形成了一個RNA聚合酶—DNA—新生RNA的三元復合體。三元復合體一旦形成，σ亞基就從全酶上解離下來，此時轉錄起始完成，進入延伸階段。轉錄起始轉錄起始過程RNA的轉錄過程RNA合成的速度大約每秒30～50個核苷酸。轉錄延伸RNA的轉錄過程

原核基因轉錄的終止機制比較清楚。以大腸桿菌為例，轉錄的終止需要一個信號，這個信號就是一個叫做轉錄終止區或終止子（terminator）的DNA序列。終止子序列存在于已被RNA聚合酶轉錄過的序列中。

轉錄終止終止子的類型

已知有兩類終止子：一類是不依賴蛋白輔助因子而能實現轉錄終止的終止子，叫做ρ-非依賴性終止子；另一類是依賴蛋白輔助因子ρ才能實現轉錄終止的終止子，叫做ρ-依賴性終止子。ρ-非依賴性終止子lacproductsinabsenceoflactose乳糖操縱子表達中的葡萄糖效應NodefectisidentifiableinlacA-cells,whichispuzzling.InstitutPasteur,Paris,FranceBothoperonsnonrepressible；阻遏－操縱機制對色氨酸操縱子是一個粗調開關，負責轉錄是否啟動。終止子序列從DNA模板上轉錄后，在新生RNA鏈中產生發卡結構，在發卡結構后面跟著大約由6個U組成的序列。這個觀點與Pastan等人的實驗結果不符。Fran?oisJacob衰減子對基因表達的調節Λφ80DNA片段（對照）此外，還可以看到一個相對分子量在10000左右的ω亞基，其功能尚不清楚；當有誘導物（inducer）存在時，誘導物與阻遏蛋白結合，結合的復合物不能與操縱區結合，轉錄得以進行。除了抑制乳糖吸收外，葡萄糖還通過另一種機制阻止乳糖操縱子表達。lacR－++ρ-非依賴性終止機制

ρ-非依賴性終止子不是在DNA水平上終止轉錄的，而是在已轉錄產生的RNA水平上發生作用的。終止子序列從DNA模板上轉錄后，在新生RNA鏈中產生發卡結構，在發卡結構后面跟著大約由6個U組成的序列。這兩種結構都為轉錄終止所必需。如果在發卡區產生突變，破壞其發卡結構，會妨礙轉錄終止。RNA聚合酶在發卡處通過相互作用使RNA轉錄停滯，而一連串的U提供了使RNA聚合酶從模板上解離下來的信號而使轉錄終止。ρ-依賴性終止子

在ρ-依賴性終止子中，轉錄終止點前也有發卡結構，但發卡結構中GC對含量較少，發卡結構的下游序列沒有固定的特征，其AT對含量比ρ-非依賴性轉錄終止子低。ρ-因子利用其NTP酶活性產生的能量，結合到RNA鏈上，然后沿著RNA鏈滑向RNA聚合酶，當RNA聚合酶在發卡結構處停滯時，ρ-因子與RNA聚合酶相互作用而終止轉錄。ρ依賴性終止機制RNA聚合酶正在轉錄ρ因子附著到RNA的識別位點上ρ因子沿RNA移動，追趕RNA聚合酶在終止子處，ρ因子與RNA聚合酶相互作用在轉錄泡處，ρ因子使DNA-RNA雜交雙鏈解旋轉錄終止終止子的終止效率

ρ-非依賴性轉錄終止在有ρ-因子參與時，終止效率提高；終止子序列發卡結構中GC含量高時，終止效率高。Thesequencesrequiredforrho-dependenttermination(sometimescalledrutsites)are50-90baseslongandlieupstreamoftheactualterminationsite.TheircommonfeatureisthattheRNAisrichinCresiduesandpoorinGresidues.Cisbyfarthemostcommonbase(41%)andGistheleastcommonbase(14%).Asageneralruletheefficiencyofarut

siteincreaseswiththelengthoftheC-rich/G-poorregion.Rut位點的序列特征Arut

sitehasasequencerichinCandpoorinGprecedingtheactualsite(s)oftermination.Thesequencecorrespodnstothe3￠endoftheRNA.乳糖操縱子

乳糖操縱子控制3個酶的表達。即lac

Z、lac

Y、lac

A，它們分別編碼β－半乳糖苷酶、β－半乳糖苷透過酶和β－半乳糖苷乙酰基轉移酶。由于多順反子mRNA中各基因翻譯效率的不同，β-半乳糖苷酶：β－半乳糖苷透過酶：β－半乳糖苷乙酰基轉移酶合成的比例為1：0.5：0.2。大腸桿菌如果以乳糖為唯一碳源和能源的話，前兩種酶是必需的。

lacoperonlacA的可能作用NodefectisidentifiableinlacA-

cells,whichispuzzling.Itispossiblethattheacetylationreactiongivesanadvantagewhenthebacteriagrowinthepresenceofcertainanalogsofb-galactosidesthatcannotbemetabolized,becausethemodificationresultsindetoxificationandexcretion.乳糖操縱子的表達調控

在不含乳糖及β－半乳糖苷的培養基中，lac+基因型大腸桿菌細胞內β－半乳糖苷酶和透過酶的濃度很低，每個細胞內大約只有1～2個酶分子，這稱為本底表達。但是，如果在無葡萄糖的培養基中加入乳糖，酶的濃度很快達到細胞總蛋白量的6～7%，每個細胞中可有超過105個酶分子。乳糖操縱子的表達調控半衰期長半衰期長乳糖操縱子的人工誘導物和底物

實際研究中，很少使用乳糖作為誘導劑，因為培養基中的乳糖會被誘導產生的β－半乳糖苷酶降解，使乳糖的濃度不斷下降。實驗室里常常使用兩種含硫的乳糖類似物異丙基硫代半乳糖苷（IPTG）或甲基硫代半乳糖苷（TMG）作為誘導劑。在酶活性分析中常用O－硝基苯半乳糖苷（ONPG）作為生色底物。乳糖操縱子的

人工誘導物和活性測定底物

誘導物誘導物生色底物O-硝基苯半乳糖苷(ONPG)乳糖操縱子的發現

1940年，JacquesMonod等開始研究大腸桿菌中乳糖代謝的可誘導性。他們發現乳糖或其他半乳糖苷能夠誘導β－半乳糖苷酶（β－galactosidase）的表達。可是，有些突變體能夠被誘導出β－半乳糖苷酶，但仍不能在僅含乳糖的培養基中生長。他們將放射性標記的半乳糖苷加到野生型和突變型的大腸桿菌中，并分別進行誘導和非誘導，發現在誘導條件下，野生型可以吸收半乳糖苷，而突變型（Y－）不能吸收半乳糖苷。Effectof

CrypticMutant（lzcY－）onAccumulationofGalactosideGenotypeInducerAccumulationofGalactosideZ+Y+－－Z+Y+＋＋Z+Y－－－Z+Y－＋－對突變體的生物化學研究

Monod認為有一種物質負責將半乳糖苷運入細胞，Y－突變型產生這種物質的基因有缺陷。他將這種物質命名為半乳糖苷透過酶（galactosidepermease）。在純化半乳糖苷透過酶時，Monod等又發現了半乳糖苷轉乙酰基酶（galactosidetransacetylase）到上世紀50年代末期，Monod發現這三種酶被半乳糖苷同時誘導出來，因此至少有三個基因被同時誘導表達。他還發現了一些突變體，這些突變體不需要誘導就能持續表達這三種酶。這些突變體稱為組成型突變體（constitutivemutants）。對突變體的遺傳學研究

Monod認識到，遺傳學分析可以大大促進研究的進展，于是他請同在巴斯德研究所的FrancoisJacob參加到他的團隊中。在ArthurPardee的協助下，Jacob和Monod制作了大腸桿菌部分二倍體（merodiploids），這些部分二倍體攜帶了野生型基因（可誘導的）和組成型突變體的等位基因。實驗表明野生型基因是顯性的(即組成型突變基因也不表達)，說明野生型細胞可以產生一種物質，它使得基因關閉，除非被誘導。這種物質被稱為阻遏蛋白（repressor），組成型突變體不能產生這種阻遏蛋白，野生型基因產生的阻遏蛋白可以抑制組成型突變基因的表達。這些組成型突變體記為lacI－。Mutantrepressorgene（I－）NolacproductsinabsenceoflactoseNolacproductsinabsenceoflactoseBothlacoperonsrepressible；mutationisrecessive.（Inmerodiploidcells）對突變體的遺傳學研究

阻遏蛋白要發揮作用，應該結合到DNA的特殊序列上，Jacob和Monod將這種特殊序列稱為操縱區（operator）。可以想象，即使有阻遏蛋白，操縱區突變，阻遏蛋白無法與操縱區結合，也會使得三種酶組成型表達。區分這兩種突變的方法是：在部分二倍體細胞中，如果是阻遏蛋白基因突變（I

－），不產生阻遏蛋白，表型是隱性的（recessive）；如果是操縱區突變（Oc），突變基因成為組成型表達，表型是顯性的，這種顯性稱為順式顯性（cis-dominant），而野生型基因仍須誘導才能表達。Mutantoperator（O

c）NolacproductsinabsenceoflactoselacproductsinabsenceoflactoseOnelacoperonnonrepressible；mutationiscis-dominant.（Inmerodiploidcells）對突變體的遺傳學研究

有一種阻遏蛋白突變，突變的阻遏蛋白不能與誘導物結合，因此結構基因經誘導也不能表達。這種突變稱為I

s，這種突變是順反都顯性的。NolacproductsinpresenceorabsenceoflactoseNolacproductsinpresenceorabsenceoflactoseBothlacoperonsuninducible；mutationiscis-andtrans-dominant.對突變體的遺傳學研究

還有一種阻遏蛋白突變，突變的阻遏蛋白不能與操縱區結合，結構基因組成型表達，這種突變稱為I－d，這種突變叫顯性陰性（dominantnegative）。lacproductsinabsenceoflactoselacproductsinabsenceoflactoseBothoperonsnonrepressible；mutationisdominantnegative.乳糖操縱子概念的提出

通過熟練的遺傳學分析，Jacob和Monod提出了操縱子的概念。他們預言有兩個關鍵的控制元件存在：阻遏蛋白基因和操縱區。缺失突變揭示了第三個元件——啟動子，它對三個結構基因的表達是必需的。他們得出結論，三個結構基因是成簇排列，并處于一個控制單位的控制之下，即乳糖操縱子。隨后的生化研究證實了他們完美的假說。lacrepressor的純化

20世紀60年代，Gilbert和Muller-Hill成功地部分純化了lac阻遏蛋白。開始時采用標記的IPTG與阻遏蛋白結合的方法來檢測阻遏蛋白，但因Lac阻遏蛋白含量非常低，無法檢測到。后來從一個突變體lacI

t中純化出了阻遏蛋白，這種阻遏蛋白與IPTG結合非常緊密，這樣就能從粗提物中檢測到阻遏蛋白。lacrepressor與operator的結合

Cohn和他的同事用純化的阻遏蛋白進行與operator的結合實驗。他們將含有lacoperator的標記DNA片段加到固定有不同量的repressor的硝酸纖維素濾膜上，然后測定濾膜上結合的DNA的量，并在加和不加IPTG兩種情況下實驗，得到如下結果：

Assayingthebindingbetweenlacoperatorandlacrepressor不加IPTG加IPTGTheOclacoperatorbindsrepressorwithloweraffinitythandoesthewild-typeoperator含正常operator的DNA片段含Oc突變operator的DNA片段Λφ80DNA片段（對照）Pastan等的實驗

早在1971年，Pastan及其同事就通過實驗證明：即使repressor存在，RNA聚合酶也能夠緊密地結合到promoter上。他們的實驗是：在repressor存在下，將含有operator的DNA片段與RNA聚合酶保溫，然后同時加入誘導劑IPTG和利福平。利福平能夠抑制轉錄，除非已經形成了開放的啟動子復合物。結果轉錄發生了，說明repressor沒有阻止開放啟動子復合物的形成。即使有了這個實驗結果，人們還是認為repressor與operator的結合阻礙了RNA聚合酶與啟動子結合，從而抑制轉錄。轉錄起始開放復合物的形成InpositiveregulationatranscriptionfactorisrequiredtobindatthepromoterinordertoenableRNApolymerasetoinitiatetranscription.Straney和Crothers的實驗在有葡萄糖存在的情況下，即使在細菌培養基中加入乳糖、半乳糖、阿拉伯糖或麥芽糖等誘導物，與其對應的操縱子也不會啟動，這種現象稱為葡萄糖效應或稱為降解物抑制作用。對突變體的生物化學研究在終止子處，ρ因子與RNA聚合酶相互作用α亞基的主要功能是參與和啟動子的結合、DNA雙鏈的解鏈和恢復雙螺旋；Thesequencesrequiredforrho-dependenttermination(sometimescalledrutsites)are50-90baseslongandlieupstreamoftheactualterminationsite.ρ-非依賴性終止子不是在DNA水平上終止轉錄的，而是在已轉錄產生的RNA水平上發生作用的。色氨酸操縱子有兩個表達控制機制，一個是阻遏系統控制，另一個是衰減子控制。右邊的數字是加inducer與不加inducer時β－半乳糖苷酶活性之比CAP與結合位點結合后使DNA發生彎曲具有這種調節方式的有大腸桿菌中的色氨酸操縱子、苯丙氨酸操縱子、蘇氨酸操縱子、異亮氨酸操縱子和纈氨酸操縱子，以及沙門氏菌的組氨酸操縱子和亮氨酸操縱子、嘧啶合成操縱子等。衰減子對基因表達的調節DNA彎曲成環提高了阻遏的效率每一步需要一個酶，編碼這5種酶的基因是緊密連鎖在一起的，這5個基因被轉錄在一條多順反子mRNA上。Straney和Crothers的實驗

1987年，Straney和Crothers用實驗強化了這個觀點：RNA聚合酶和阻遏蛋白可以同時結合到lac啟動子上。他們提出，盡管阻遏蛋白不影響RNA聚合酶與啟動子的結合，但阻止開放復合物的形成。

這個觀點與Pastan等人的實驗結果不符。Krummel和Chamberlin的觀點

Krummel和Chamberlin提出另外一種解釋：阻遏蛋白阻止從起始轉錄復合物狀態轉變成延伸狀態。換句話說，阻遏蛋白可以合成短的RNA，但不能繼續合成RNA。Lee和Goldfarb的實驗

Lee和Goldfarb提出了實驗證據支持了Krummel和Chamberlin的觀點。他們用run-off轉錄分析法證明，即使在阻遏蛋白存在下，RNA聚合酶也已經與DNA模板發生了相互作用。實驗方法如下：

將阻遏蛋白與含有lac控制區域及lacZN端部分序列的123bp的DNA片段保溫10分鐘，使阻遏蛋白與operator結合，然后加入RNA聚合酶，再加入肝素及RNA聚合酶反應所需的其他全部成分（除CTP外）。肝素結合到游離的或與DNA松散結合的RNA聚合酶上，阻止這些RNA聚合酶與DNA緊密結合，但并不影響已經與DNA緊密結合的RNA聚合酶。最后加入標記的CTP，同時加和不加IPTG。Lee和Goldfarb的實驗結果-runofflacR－++IPTG－－+Run-off：合成一小段結構基因的RNA

結果表明，阻遏蛋白不能阻止RNA聚合酶與啟動子形成開放復合物。Lee和Goldfarb還注意到，在阻遏蛋白存在時，有一個僅6個核苷酸長的不全轉錄物（abortivetranscripts）產生。這說明阻遏蛋白實際上是抑制了從產生不全轉錄物的無效轉錄到連續轉錄這個轉變過程。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965"fortheirdiscoveriesconcerninggeneticcontrolofenzymeandvirussynthesis"Fran?oisJacobAndréLwoffJacquesMonodInstitutPasteur,Paris,France乳糖操縱子的阻遏調控

lacI的表達產物是四聚體的阻遏蛋白（repressor），它結合到乳糖操縱子的操縱區（operator），使轉錄不能進行。當有誘導物（inducer）存在時，誘導物與阻遏蛋白結合，結合的復合物不能與操縱區結合，轉錄得以進行。乳糖操縱子的阻遏調控

實際上，以乳糖為誘導物時，并不是乳糖和阻遏蛋白結合，而是由乳糖（半乳糖－β－1,4－葡萄糖）的異構體異構乳糖（半乳糖－β－1,6－葡萄糖）與阻遏蛋白結合。由乳糖轉變成異構乳糖是由β－半乳糖苷酶催化的。在β－半乳糖苷酶催化下，多數乳糖降解成葡萄糖和半乳糖，也生成一些異構乳糖，使得操縱子處于開放狀態。乳糖操縱子的阻遏調控Operator的結構-5+21乳糖操縱子的三個OperatorMajoroperatorAuxiliaryoperatorAuxiliaryoperator乳糖操縱子的三個Operator

缺失對基因表達的影響右邊的數字是加inducer與不加inducer時β－半乳糖苷酶活性之比lacrepressor的純化在酶活性分析中常用O－硝基苯半乳糖苷（ONPG）作為生色底物。阻遏蛋白要發揮作用，應該結合到DNA的特殊序列上，Jacob和Monod將這種特殊序列稱為操縱區（operator）。對突變體的生物化學研究終止子序列從DNA模板上轉錄后，在新生RNA鏈中產生發卡結構，在發卡結構后面跟著大約由6個U組成的序列。他還發現了一些突變體，這些突變體不需要誘導就能持續表達這三種酶。這些組成型突變體記為lacI－。可以想象，即使有阻遏蛋白，操縱區突變，阻遏蛋白無法與操縱區結合，也會使得三種酶組成型表達。誘導物誘導物生色底物Thesequencesrequiredforrho-dependenttermination(sometimescalledrutsites)are50-90baseslongandlieupstreamoftheactualterminationsite.組成型表達和調節型表達Nolacproductsinpresenceorabsenceoflactose在ρ-依賴性終止子中，轉錄終止點前也有發卡結構，但發卡結構中GC對含量較少，發卡結構的下游序列沒有固定的特征，其AT對含量比ρ-非依賴性轉錄終止子低。mutationisdominantnegative.乳糖操縱子的三個Operator

缺失對基因表達的影響阻遏蛋白四聚體結合到兩個operator上使DNA成環DNA彎曲成環提高了阻遏的效率乳糖操縱子表達中的葡萄糖效應

當培養基中有葡萄糖存在時，細胞吸收葡萄糖，葡萄糖與半乳糖苷透過酶結合，阻止乳糖吸收。這叫誘導物排斥（inducerexclusion）。InducerExclusionThekeymolecularcomponentininducerexclusionisthePTS(phosphoenolpyruvate:glucosephosphotransfer-asesystem),acomplexofproteinsinthebacterialmembrane,whichsimultaneouslyphosphorylatesandtransportssugarsintothecell.Oneoftheproteinsofthiscomplex(II

AGlc,whichiscode

dbythecrr

gene)becomesdephosphorylatedasaresultofglucosetransport.ItthenbindstotheLacpermeaseandpreventsitfromimportinglactoseintothecell.葡萄糖抑制乳糖輸入乳糖操縱子表達中的葡萄糖效應

除了抑制乳糖吸收外，葡萄糖還通過另一種機制阻止乳糖操縱子表達。PTS中的II

AGlc在磷酸化狀態時刺激腺苷酸環化酶的活性，使ATP轉變成cAMP，當介質中有葡萄糖時，II

AGlc在輸入葡萄糖的過程中，本身被脫磷酸化，脫磷酸化的II

AGlc降低腺苷酸環化酶的活性，使cAMP減少。而cAMP也是乳糖操縱子表達的必需因子。這是乳糖操縱子表達的另一種調控機制。乳糖操縱子表達中的葡萄糖效應

cAMP可與其受體蛋白CAP（cataboliteactivatorprotein，也叫cyclicAMPreceptorprotein，CRP）結合，形成復合物，結合到乳糖操縱子的啟動子區域，從而使得RNA聚合酶能夠與啟動子結合，轉錄得以進行。沒有cAMP－CAP復合物與啟動子的結合，RNA聚合酶不能結合到啟動子上。

很多操縱子的轉錄需要cAMP－CAP復合物的參與，尤其是那些－10和－35序列保守性不強的啟動子。此外，還可以看到一個相對分子量在10000左右的ω亞基，其功能尚不清楚；大腸桿菌如果以乳糖為唯一碳源和能源的話，前兩種酶是必需的。含Oc突變operator的DNA片段TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1965O-硝基苯半乳糖苷(ONPG)如果是操縱區突變（Oc），突變基因成為組成型表達，表型是顯性的，這種顯性稱為順式顯性（cis-dominant），而野生型基因仍須誘導才能表達。當有誘導物（inducer）存在時，誘導物與阻遏蛋白結合，結合的復合物不能與操縱區結合，轉錄得以進行。lacoperonmutationiscis-andtrans-dominant.Rut位點的序列特征這說明阻遏蛋白實際上是抑制了從產生不全轉錄物的無效轉錄到連續轉錄這個轉變過程。Oneoftheproteinsofthiscomplex(IIAGlc,whichiscodedbythecrrgene)becomesdephosphorylatedasaresultofglucosetransport.另一類是依賴蛋白輔助因子ρ才能實現轉錄終止的終止子，叫做ρ-依賴性終止子。隨后的生