ControlofProkaryoticGeneExpression

1、第十一章第十一章 原核基因表达的调控原核基因表达的调控Chapter 11 The Control of Prokaryotic Gene Expression本章的主要内容本章的主要内容:1. 原核生物基因表达调控的要点原核生物基因表达调控的要点;2. 操纵子学说的主要内容操纵子学说的主要内容;3. 乳糖操纵子的发现及其意义乳糖操纵子的发现及其意义;4. 乳糖操纵子的主要调控方式乳糖操纵子的主要调控方式;5. 色氨酸操纵子主要调控方式；色氨酸操纵子主要调控方式；6. 反义反义RNA技术的基本原理。技术的基本原理。INTRODUCTIONINTRODUCTION Gene expression

2、 can be controlled at any of several stages. Stages of regulation:Gene(DNA) TRANSCRIPTION (Initiation and termination) TRANSLATIONThe basic concept of genetic regulation in bacteria is that the expression of a gene may be controlled by a regulator that interacts with a specific sequence or structure

3、 in DNA or mRNA at some stage prior to the synthesis of protein. Transcription often is controlled at the stage of initiation, not usually at elongation, but may be controlled at termination.Translation may be regulated, usually at the stages of initiation and termination (like transcription). In ba

4、cteria, an mRNA is in principle available for translation as soon as it is synthesized, and these stages of control are not available. 第一节第一节 转录水平的调控转录水平的调控一、操纵子学说（一、操纵子学说（theory of operon） 由法国科学家由法国科学家Jacob和和Monod于于19601960年提出的一个有关原年提出的一个有关原核基因表达调控的模型。获得核基因表达调控的模型。获得19651965年诺贝尔生理学奖。年诺贝尔生理学奖。The No

5、bel Prize in Physiology or Medicine 1965. for their discoveries concerning genetic control of enzyme Jacob and Monod proposed the operon concept of gene regulation in bacteria. (一一) Key terms defined in this section 顺式作用元件（顺式作用元件（cis-acting element）：）：DNA元件元件是指是指DNA上的一段序列，它只能作用于同一条上的一段序列，它只能作用于同一条DN

6、A，故称为顺式作用元件。故称为顺式作用元件。（A cis-acting site affects the activity only of sequences on its own molecule of DNA (or RNA); this property usually implies that the site does not code for protein. ） 结构基因（结构基因（structural gene）：）：编码编码RNA或蛋白或蛋白产物的基因，如酶和结构蛋白的基因，叫结构基因。产物的基因，如酶和结构蛋白的基因，叫结构基因。（A structural gene cod

7、es for any RNA or protein product other than a regulator.） 调节基因（调节基因（regulatory gene）：）：编码的产物能够调节其他基编码的产物能够调节其他基因的表达，这样的基因叫调节基因。因的表达，这样的基因叫调节基因。（A regulator gene codes for a product (typically protein) that controls the expression of other genes (usually at the level of transcription)）. 调节蛋白（调节蛋白（re

8、gulatory protein）：）：调节基因的表达产物，调节基因的表达产物，叫调节蛋白。包括正调节蛋白，又叫激活蛋白（叫调节蛋白。包括正调节蛋白，又叫激活蛋白（actitivator）；）；负调节蛋白，又叫阻遏蛋白负调节蛋白，又叫阻遏蛋白(repressor)。 由于调节蛋白（由于调节蛋白（RNA）能够自由地与其相应的结合位点结）能够自由地与其相应的结合位点结合，故又称为合，故又称为反式作用因子反式作用因子（trans-acting factor）。）。 （A trans-acting product can function on any copy of its target DNA.

9、This implies that it is a diffusible protein or RNA）. 可诱导基因（可诱导基因（inducible gene）：）：当培养基中加入当培养基中加入诱导物时，可以诱导相应基因的表达，这些基因就叫诱导物时，可以诱导相应基因的表达，这些基因就叫可诱导的基因。可诱导的基因。 组成型基因（组成型基因（constitutive gene）：）：为了维持细菌为了维持细菌或细胞的基本生命需要，总是在不断表达的基因，叫或细胞的基本生命需要，总是在不断表达的基因，叫组成型基因。组成型基因。 组成蛋白（组成蛋白（constitutive proteins）：）：在细

10、胞内有在细胞内有许多蛋白质，其数量几乎不受外界环境的影响。这些许多蛋白质，其数量几乎不受外界环境的影响。这些蛋白质称为组成蛋白质。组成蛋白质合成的速度是遗蛋白质称为组成蛋白质。组成蛋白质合成的速度是遗传上规定的，由于传上规定的，由于:（1）启动子的天然效率，靠它制）启动子的天然效率，靠它制造造mRNA；（；（2）核糖体阅读信使的速度；（）核糖体阅读信使的速度；（3）其信）其信使被核酸酶降解的敏感性（使被核酸酶降解的敏感性（mRNA的寿命的寿命）。）。 （二）乳糖操纵子的结构（二）乳糖操纵子的结构 The lac genes are controlled by negative regulati

11、on: they are transcribed unless turned off by the regulator protein. Figure 10.4 The lac operon occupies 6000bp of DNA. At the left the lacI gene has its own promoter and terminator. The end of the lacI region is adjacent to the promoter, P. The operator, O, occupies the first 26bp of the long lacZ

12、gene, followed by the lacY and lacA genes and a terminator. lacZ codes for the enzyme -galactosidase（半乳糖（半乳糖苷酶）苷酶）, whose active form is a tetramer（四聚体）（四聚体） of 500kDa. The enzyme breaks a -galactoside into its component sugars. For example, lactose（乳糖）（乳糖） is cleaved into glucose（葡萄糖）（葡萄糖） and gala

13、ctose（半乳（半乳糖）糖）. lacY codes for the -galactoside permease（透性（透性酶）酶）, a 30kDa membrane-bound protein constituent of the transport system. This transports -galactosides into the cell. lacA codes for -galactoside transacetylase（转乙（转乙酰酶）酰酶）, an enzyme that transfers an acetyl group（乙（乙酰基）酰基） from acetyl

14、-CoA to -galactosides.（三）乳糖操纵子学说（三）乳糖操纵子学说（Lac Operon Theory） 一个或几个结构基因与一个调节基因和一个操纵基因组成一个或几个结构基因与一个调节基因和一个操纵基因组成一个操纵子。调节基因编码调节蛋白，调节蛋白与操纵基因结一个操纵子。调节基因编码调节蛋白，调节蛋白与操纵基因结合，从而调控结构基因的表达。合，从而调控结构基因的表达。 乳糖为诱导物。当有乳糖存在时，乳糖与有活性的调节蛋乳糖为诱导物。当有乳糖存在时，乳糖与有活性的调节蛋白（阻遏物）结合时，阻遏物失活，则不能与操纵基因结合，白（阻遏物）结合时，阻遏物失活，则不能与操纵基因结合，解

15、除对解除对-半乳糖苷酶基因（结构基因）的抑制，开始表达。半乳糖苷酶基因（结构基因）的抑制，开始表达。 如果去掉乳糖时，阻遏物又恢复其活力，与操纵基因如果去掉乳糖时，阻遏物又恢复其活力，与操纵基因DNA结合，将三个结构基因关闭。结合，将三个结构基因关闭。 但这种关闭或开启并不是但这种关闭或开启并不是100%100%。（四）调控类型（四）调控类型 正调控（正调控（positive control）：）： 在操纵子中，结构基因本来在操纵子中，结构基因本来不表达，可当调节蛋白（不表达，可当调节蛋白（无辅基诱导蛋白无辅基诱导蛋白）出现时，使该结构）出现时，使该结构基因进行表达。这样的调控叫正调控。基因进

16、行表达。这样的调控叫正调控。 负调控（负调控（negative control）：）：在操纵子中，结构基因本来在操纵子中，结构基因本来是表达的，当调节蛋白（是表达的，当调节蛋白（阻遏蛋白阻遏蛋白）出现时，使该结构基因不）出现时，使该结构基因不表达。这样的调控叫负调控。表达。这样的调控叫负调控。 1.1. 可诱导的调控：可诱导的调控：在可诱导的操纵子中，加入在可诱导的操纵子中，加入 对基因表对基因表达有调节作用的小分子物质（达有调节作用的小分子物质（诱导物诱导物），则开启基因的转录活），则开启基因的转录活性。性。 2.2. 可阻遏的调控：可阻遏的调控：在可阻遏的操纵子中，加入在可阻遏的操纵子中，

17、加入 对基因表对基因表达有调节作用的小分子物质（达有调节作用的小分子物质（辅阻遏物辅阻遏物），则关闭基因的转录），则关闭基因的转录活性。活性。Figure 10.3 In positive control, trans-acting factors must bind to cis-acting sites in order for RNA polymerase to initiate transcription at the promoter. In a eukaryotic system, a structural gene is controlled individually.Figur

18、e 10.2 In negative control, a trans-acting repressor binds to the cis-acting operator to turn off transcription. In prokaryotes, multiple genes are controlled coordinately. Figure 10.21 Control circuits are versatile and can be designed to allow positive or negative control of induction or repressio

19、n.Figure 9.15 Footprinting identifies DNA-binding sites for proteins by their protection against nicking. （五）操纵基因的鉴定（五）操纵基因的鉴定（foot-printing foot-printing ） 内切酶内切酶 SDS-PAGE SDS-PAGE（六）操纵基因的结构（六）操纵基因的结构Figure 10.11 The lac operator has a symmetrical(对称的）对称的） sequence. The sequence is numbered relativ

20、e to the startpoint for transcription at +1. The regions of dyad symmetry are indicated by the shaded blocks.（七）操纵基因的位置（七）操纵基因的位置Figure 10.20 Operators may lie at various positions relative to the promoter.Figure 9.10 RNA polymerase initially contacts（接触）（接触） the region from -55 to +20. When sigma d

21、issociates,the core enzyme contracts to -30; when the enzyme moves a few base pairs, it becomes more compactly organized into the general elongation complex. （八）阻遏蛋白与操纵基因的结合（八）阻遏蛋白与操纵基因的结合1. 调节蛋白的基本结构调节蛋白的基本结构Figure 10.14 The crystal structure of the core region of Lac repressor identifies the inter

22、actions between monomers in the tetramer. Each monomer is identified by a different color.Figure 10.15 Inducer changes the structure of the core so that the headpieces of a repressor dimer are no longer in an orientation that permits binding to DNA. 2. 其他调节蛋白的结构：如其他调节蛋白的结构：如Zinc-finger and Leucine z

23、ipper etcFigure 21.3 Transcription factor SP1 has a series of three zinc fingers, each with a characteristic pattern of cysteine and histidine residues that constitute the zinc-binding site.Figure 21.4 Zinc fingers may form a a-helices that insert into the major groove, associated with b b-sheets on

24、 the other side. Figure 21.15 The basic regions of the bZIP motif are held together by the dimerization at the adjacent zipper region when the hydrophobic faces of two leucine zippers interact in parallel orientation.第二节第二节 操纵子的其他调控形式操纵子的其他调控形式操纵子的调控类型操纵子的调控类型阿拉伯糖操纵子阿拉伯糖操纵子半乳糖操纵子半乳糖操纵子氨基酸操纵子氨基酸操纵子（色

25、氨酸色氨酸、苏氨酸、组氨酸、苯丙氨、苏氨酸、组氨酸、苯丙氨 酸、亮氨酸、异亮氨酸等十几种）酸、亮氨酸、异亮氨酸等十几种）核苷酸操纵子核苷酸操纵子一、阿拉伯糖操纵子一、阿拉伯糖操纵子（Arabinose Operon） 阿拉伯糖操纵子是调控阿拉伯糖分解代谢所需酶系的操纵阿拉伯糖操纵子是调控阿拉伯糖分解代谢所需酶系的操纵子。它具有子。它具有正调控正调控和和负调控负调控的功能。的功能。 参与阿拉伯糖分解代谢的酶系共由三个操纵子编码，这三参与阿拉伯糖分解代谢的酶系共由三个操纵子编码，这三个操纵子分别是：个操纵子分别是：araBAD、araE和和araF。它们由一个共同的。它们由一个共同的araC 调节

26、基因进行调控。调节基因进行调控。 （1）araBAD：包括三个基因：包括三个基因：araB、araA和和araD。分别。分别编码编码L-核酮糖激酶、核酮糖激酶、L-阿拉伯糖异构酶和阿拉伯糖异构酶和L-核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸-4-表表面异构酶。面异构酶。 （2）araE和和araF：编码膜结合蛋白，与阿拉伯糖的结合：编码膜结合蛋白，与阿拉伯糖的结合与转运有关。与转运有关。1. 结构与功能结构与功能araCaraO2araO1 /PcaraI ParaBaraAaraDC蛋蛋白白mRNA mRNAKinaseIsomeraseEpimerase阿阿拉拉伯伯糖糖核核酮酮糖糖核核酮酮糖糖-5-P木

27、木酮酮糖糖-5-P （1）C蛋白具有双功能：蛋白具有双功能：它单独与它单独与araO1(-100-144bp)结结合，起阻遏作用，包括其自身的表达；合，起阻遏作用，包括其自身的表达；C与阿拉伯糖结合形成与阿拉伯糖结合形成 Cind复合物，即诱导型复合物，即诱导型C蛋白。它结合在蛋白。它结合在araI 区区(-40 -78bp)，使使RNA聚合酶结合于聚合酶结合于PBAD 位点（位点（+140bp），转录），转录B、A和和D三三个基因。个基因。 （2） C蛋白的两种状态：蛋白的两种状态：Cind和和Crep ，功能不同，结合的，功能不同，结合的位点也不同。前者结合于位点也不同。前者结合于araI

28、，后者结合于，后者结合于araO1和和araO2。 （3） C蛋白还可以调节分散的基因蛋白还可以调节分散的基因： araE和和araF。 So named Regulon。 （4）有两个启动子：有两个启动子：PC和和PBAD 。 PC启动子与启动子与araO1 重叠。重叠。2. 调控方式调控方式 （1）当存在）当存在Ara和和Glu时，时，araC转录少量转录少量C蛋白并与蛋白并与araO1结结合，反馈性抑制合，反馈性抑制araC的转录。的转录。 （2）当有）当有Ara而无而无Glu时，时，Ara可作为糖源。此时可作为糖源。此时Ara与少量与少量的的C蛋白结合，形成诱导型蛋白结合，形成诱导型C

29、蛋白蛋白-Cind，它作为正调控因子，它作为正调控因子与与araI 结合，促进结合，促进了了araPBAD 的转录，产生了的转录，产生了3种酶，促进种酶，促进Ara的分解。的分解。 （3）当无）当无Ara或用完后，或用完后，C蛋白（蛋白（Crep ）与）与araO1结合，阻结合，阻碍碍RNA聚合酶在此区域结合，关闭操纵子；或与聚合酶在此区域结合，关闭操纵子；或与araI 和和araO2 结合，形成环状，阻遏了结合，形成环状，阻遏了PBAD和和 PC启动。启动。araDaraAaraBPBADCindAra cAMPCAPRNA polaraDaraAaraBaraO2araIA: 诱导诱导B:

30、 阻遏阻遏C CC C+1-100-200-300二、色氨酸（二、色氨酸（Trp）操纵子）操纵子 目前，有多种氨基酸操纵子的结构已研究清楚，如色氨酸、目前，有多种氨基酸操纵子的结构已研究清楚，如色氨酸、苏氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等苏氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等十余种十余种。我。我们仅讨论们仅讨论Trp操纵子的基因表达调控。操纵子的基因表达调控。 Trp操纵子是合成代谢途径中最具代表性的例子。它控制操纵子是合成代谢途径中最具代表性的例子。它控制着着5个结构基因（编码个结构基因（编码3种酶）的表达，分别为种酶）的表达，分别为trpE，D（邻氨（邻氨基苯甲酸合成酶）基苯

31、甲酸合成酶），C（吲哚甘油硼酸合成酶）（吲哚甘油硼酸合成酶），B、A （色氨（色氨酸合成酶酸合成酶B链和链和A链）链）。当色氨酸低或缺乏时，这。当色氨酸低或缺乏时，这5个邻近的基个邻近的基因才开始转录生成因才开始转录生成mRNA。 由于由于Trp操纵子是一个合成体系，与糖的分解代谢无关，操纵子是一个合成体系，与糖的分解代谢无关，所以，与所以，与Glu的存在与否没有关系，也就不存在的存在与否没有关系，也就不存在cAMP-CAP结结合位点。合位点。Figure 10.41 The trp operon consists of five contiguous structural genes pre

32、ceded by a control region that includes a promoter, operator, leader peptide coding region, and attenuator. 1. 结构与功能结构与功能结构特点结构特点： （1）阻遏物基因）阻遏物基因trpR 和结构基因和结构基因trpEDCBA 不紧密连锁；不紧密连锁； （2）操纵基因在启动子区域内；）操纵基因在启动子区域内； （3）启动子、操纵基因不直接和结构基因毗邻，而和前导）启动子、操纵基因不直接和结构基因毗邻，而和前导序列直接相连；序列直接相连； （4）有衰减子结构。在合成代谢的操纵子的前导区内

33、，存）有衰减子结构。在合成代谢的操纵子的前导区内，存在着类似终止子结构的一段在着类似终止子结构的一段DNA序列，该序列可以辅助阻遏作序列，该序列可以辅助阻遏作用，进行转录调控，故称为用，进行转录调控，故称为衰减子衰减子（attenuator）。）。2. 调控方式调控方式trpRmRNAA:B:无活性无活性mRNAsTrptrpRmRNARNA polFigure 10.42 An attenuator controls the progression of RNA pol. into the trp genes. RNA pol. initiates at the P and then pro

34、ceeds to position 90, where it pauses before proceeding to the attenuator at 140. In the absence of Trp, the RNA pol. continues into the trpE genes (starts at +163). In the presence of Trp, 90% probability of termination to release the 140b leader RNA. 经测序后发现，在第一个结构基因（经测序后发现，在第一个结构基因（trpE）的）的5-端有一端有

35、一个长个长160bp的前导序列（的前导序列（leader sequence）。当此序列缺失）。当此序列缺失130160bp时，时，mRNA总是最高水平表达。而当总是最高水平表达。而当trp存在时，存在时，m R N A 的 表 达 水 平 降 低 。 因 此 ， 此 序 列 称 为的 表 达 水 平 降 低 。 因 此 ， 此 序 列 称 为 衰 减 子衰 减 子（attenuator）。）。3.3.衰减作用衰减作用表表. 衰减子控制的氨基酸合成的操纵子中前导肽的氨基酸序列衰减子控制的氨基酸合成的操纵子中前导肽的氨基酸序列操纵子操纵子 前导肽的氨基酸序列前导肽的氨基酸序列色氨酸色氨酸 MetL

36、ysAlaIlePheValLysGlyTrpTrpArgThrSer苏氨酸苏氨酸 MetLysArgIleSerThrThrIleThrThrThrIleThrIleThrThrGlyAsnGlyAlaGly组氨酸组氨酸 MetThrArgValGlnPheLysHisHisHisHisHisHisHisProAsp异亮氨酸异亮氨酸 MetThrAlaLeuLeuArgValIleSerLeuValValIleSerValValVaLIle缬氨酸缬氨酸GEDA IleIleProProCysGlyAlaAlaLeuGlyArgGlyLysAla亮氨酸亮氨酸 MetSerHisIleValAr

37、gPheThrGlyLeuLeuLeuLeuAsnAlaPheIleVei ArgGlyArgProValGlyGlyIleGlnHis苯丙氨酸苯丙氨酸 MetLysHisIleProPhePhePheAlaPhePhePheThrPhePro异亮氨酸异亮氨酸-缬氨酸缬氨酸B MetThrThrSerMetLeuAsnAlaLysLeuLeuProThrAlaProSerAla AlaValValValValArgValValValVaLValGlyAsnAlaProFigure 10.43 The trp leader region can exist in alternative base

38、-paired conformations. The center shows the four regions that can base pair. Region 1 is complementary to region 2, which is complementary to region 3, which is complementary to region 4. On the left is the conformation produced when region 1 pairs with region 2, and region 3 pairs with region 4. On

39、 the right is the conformation when region 2 pairs with region 3, leaving regions 1 and 4 unpaired. Figure 9.26 Intrinsic terminators include palindromic regions that form hairpins varying in length from 7-20 bp. The stem-loop structure includes a G-C-rich region and is followed by a run of U residu

40、es. Figure 10.44 The alternatives for RNA polymerase at the attenuator depend on the location of the ribosome, which determines whether regions 3 and 4 can pair to form the terminator hairpin. 衰减子调控系统的生物学意义：衰减子调控系统的生物学意义： （1）活性阻遏物与非活性阻遏物之间的转换可能较慢，而活性阻遏物与非活性阻遏物之间的转换可能较慢，而tRNA的荷载与否可能更快捷；的荷载与否可能更快捷； （2

41、）氨基酸的主要用途是合成蛋白质，所以，以氨基酸的主要用途是合成蛋白质，所以，以tRNA的的荷载情况为标准来进行调控可能更为合适；荷载情况为标准来进行调控可能更为合适； （3）阻遏蛋白与衰减子共同作用，提高了效率，避免了氨阻遏蛋白与衰减子共同作用，提高了效率，避免了氨基酸的浪费。当细胞内氨基酸高于某一水平时，可完全实现阻基酸的浪费。当细胞内氨基酸高于某一水平时，可完全实现阻遏；而低于该水平时，则启用衰减子进行微细调控。遏；而低于该水平时，则启用衰减子进行微细调控。 某些氨基酸操纵子仅使用衰减子即可实现调控。某些氨基酸操纵子仅使用衰减子即可实现调控。第三节第三节 翻译水平的调控翻译水平的调控 内容

42、回顾：内容回顾： 1. 翻译过程主要包括：翻译过程主要包括：起始、延伸和终止起始、延伸和终止。 2. 参与翻译过程的物质：参与翻译过程的物质： mRNA tRNA 核糖体核糖体（ribosome） 氨基酸（氨基酸（AA） 氨酰基氨酰基-tRNA合成酶合成酶 各种可溶性蛋白因子各种可溶性蛋白因子一、反义一、反义RNA的调控及其应用的调控及其应用 An antisense gene codes for an (antisense) RNA that has a complementary sequence to an RNA that is its target , and as a result

43、 prevents expression of the RNA. Base pairing offers a powerful means for one RNA to control the activity of another. There are many cases in both prokaryotes and eukaryotes. At what level does the antisense RNA inhibit expression? In stage of transcription, processing, or translation of the messeng

44、er. Inhibition can ccur either in the nucleus or in the cytoplasm. In the nucleus, preventing normal processing and/or transport of the sense RNA. In the cytoplasm it inhibits translation by forming duplex RNA in the 5 region of the mRNA. 3mRNA 5反义反义RNAAUG+1S-D 以大肠杆菌外膜蛋白的表达为例，说明反义以大肠杆菌外膜蛋白的表达为例，说明反义

45、RNA的调控作的调控作用。用。 大肠杆菌外膜蛋白有两种：大肠杆菌外膜蛋白有两种：OmpC和和OmpF。它们的表达受。它们的表达受渗透压的调节。渗透压的调节。 渗透压升高：渗透压升高：OmpC合成增多，合成增多，OmpF的合成受到控制；的合成受到控制； 渗透压降低：渗透压降低：OmpF合成增多，合成增多，OmpC的合成受到控制。的合成受到控制。Figure 10.46 Increase in osmolarity activates EnvZ, which activates OmpR, which induces transcription of micF and ompC (not show

46、n). micF RNA(174nt) is complementary to the 5-region of ompF mRNA and prevents its translation. Figure 10.45 Antisense RNA can affect function or stability of an RNA target. 1）调控翻译的）调控翻译的起始；起始；2）调控）调控RNA的的稳定性；稳定性；3）调控转录的）调控转录的终止。终止。Figure 10.48 Antisense RNA can be generated by reversing the orienta

47、tion of a gene with respect to its promoter, and can anneal with the wild-type transcript to form duplex RNA. 反义反义RNA技术的应用：技术的应用： Synthesis of antisense RNA can inactivate a target RNA in either prokaryotic or eukaryotic cells. Artificial genes coding for antisense RNAs have been introduced into E.

48、coli, where they prevent expression of the specific target genes to whose mRNAs they are complementary. This technique offers a powerful approach for turning off genes at will; for example, the function of a regulatory gene can be investigated by introducing an antisense version. An extension of thi

49、s technique is to place the antisense gene under control of a promoter itself subject to regulation. Then the target gene can be turned off and on by regulating the production of antisense RNA. This technique allows investigation of the importance of the timing of expression of the target gene. 二、严谨

50、反应二、严谨反应（Stringent Response） Stringent response： When bacteria find themselves in such poor growth conditions that they lack a sufficient supply of amino acids to sustain protein synthesis, they shut down a wide range of activities. The stringent response causes the accumulation of two unusual nucleotides ppGpp and pppGpp.These nucleotides are typical small-molecule effectors that function by binding to target protei