a baktériumok metabolizmusának szabályozása és szabályozása (5.oldal)
(Ez a fejezet 5 oldalas)
! .. .. Kenneth Todar, PhD
A Katabolit elnyomás
az enzim indukció még mindig a negatív kontroll egyik formájának tekinthető, mivel a szabályozó molekula (az aktív represszor) hatása a transzkripció sebességének csökkentése vagy csökkentése. A kataboliter-depresszió a transzkripció pozitív kontrolljának típusa, mivel a szabályozó fehérje befolyásolja az operon transzkripciós sebességének növekedését (upregulációját). A folyamatot E-ben fedezték fel. coli-t eredetileg glükózhatásnak nevezték, mivel megállapították, hogy a glükóz bizonyos indukálható enzimek szintézisét gátolja, annak ellenére, hogy az útvonal induktora jelen volt a környezetben. A felfedezés a lac operon E. coli szabályozásának tanulmányozása során történt.Mivel a glükózt konstitutív enzimek bontják le, és a laktózt kezdetben indukálható enzimek bontják le, mi történne, ha a baktériumot a glükóz és a laktóz korlátozott mennyiségében termesztenék? A baktériumok szaporodási arányának diagramja egy diauxiás növekedési görbén alapul, amely az aktív növekedés két különböző fázisát mutatta (9. ábra). Az exponenciális növekedés első fázisában abakteriautilizálja a glükózt energiaforrásként, amíg az összes glükóz kimerül.Ezután egy másodlagos késleltetési fázis után a laktózt az exponenciális növekedés második szakaszában hasznosítják.
9.ábra. A Diauxikus GrowthCurve E. coli nőtt korlátozó koncentrációban egy mixtureofglükóz és laktóz
az időszak alatt a glükóz hasznosítás, laktóz nem hasznosított, mert a sejtek nem képesek szállítani, és hasítja a diszacharid laktóz.A glükóz mindig először metabolizálódik, előnyben részesítve más cukrokat. Csaka glükóz teljes felhasználása után a laktóz lebomlik. A laktózoperonelnyomódik, annak ellenére, hogy laktóz (induktor) van jelen. Azecologicalrationale az, hogy a glükóz jobb energiaforrás, mint a lactosesinceihasznosítása két kevesebb enzimet igényel.
csak a glükóz kimerülése után a laktoseutilizáció enzimeiszintetizálódnak. A diauxiás növekedés során bekövetkező másodlagos késleltetés a lac operon teljes indukciójához és a laktóz hasznosításához szükséges enzimek (laktóz-permeáz és béta-galaktozidáz) szintéziséhez szükséges idő.Csak akkor fordul elő bakteriális növekedés a laktóz rovására. Mivela glükóz elérhetősége elnyomja a laktosztilizáláshoz szükséges enzimeket, ez a fajta elnyomás néven vált ismertté katabolit elnyomásvagya glükóz hatás.
a glükózról ismert, hogy számos indukálható enzimet elnyomjakülönböző baktériumok. A glükóz elnyomja az induktív operonok indukcióját azáltal, hogy gátolja a ciklikus AMP (cAMP) szintézisét, amely nukleotid szükséges számos inducibleenzim rendszer transzkripciójának megkezdéséhez, beleértve a lac operont is.
a ciklikus a cAMP szerepe bonyolult. a cAMP-nek aktiválnia kell a Cap (katabolit aktivátor fehérje)nevű alloszterikus fehérjét, amely kötődik a promoter CAP helyéhez, és serkenti az Rnappolimeráz kötődését a promoterhez a transzkripció megindításához. Így a lac operon géntranszkripciójának hatékony elősegítéséhez nemcsak a laktóznak kell jelen lennie a lac represszor inaktiválásához, hanem a cAMP-nek is hozzáférhetőnek kell lennie a CAP-hoz való kötődéshez, amely a DNS-hez kötődik a transzkripció megkönnyítése érdekében. A glükóz jelenléte, az adenilát-cikláz (AC) aktivitás blokkolva van. ACI-k szükségesek a cAMP ATP-ből történő szintetizálásához. Ezért, ha a cAMP szintje alacsony, a CAP inaktív, és nem fordul elő transzkripció. A glükóz hiánya, a cAMP szintje magas,a cap aktiválódik a cAMP által, és transzkripció történik (laktóz jelenlétében).
számos pozitívan kontrollált promoter, mint például a lac promoter, önmagában az RNAp jelenlétében nem működik teljesen, és a CAP-tól requireactivat. A CAP-ot egy külön szabályozó gén kódolja, és jelen vanösszetevő szintek. A CAP csak tábor jelenlétében aktív. A cAMP CAP-hoz való kötése konformációs változást okoz a fehérjében, amely lehetővé teszi a promóter kötődését az RNAp kötőhelye közelében. A CAP nyilvánvalóan kölcsönhatásba léphet az RNAp – val, hogy növelje az operon transzkripció sebességét kb. 50-szeresére.A lac operon pozitív vezérlését a 10. ábra szemlélteti.
10. ábra. Kataboliter-depresszióa lac operon pozitív kontrollja. A hatás növekedése aa transzkripció sebessége. Ebben az esetben a CAP protein aktiválódik a Lac operonhoz való kötődéshez, és megkönnyíti az RNS polimeráz kötődését a promóterhez, hogy átírja a géneket a laktóz hasznosításához.
a katabolit elnyomás egyik formájaként a glükózhatás hasznos funkciót szolgál a baktériumokban: megköveteli, hogy a sejtek a rendelkezésre álló legjobb energiaforrást használják. Sok baktérium esetében a glükóz a leggyakoribb és könnyen hasznosítható a növekedéshez. Így közvetett módon gátolja aenzimekamelyek a szegényebb energiaforrásokat metabolizálják.
fejezet vége
Előző oldal
vissza az 1. oldalra
