沈萍微生物学第九章微生物基因表达调控要点

1、第九章 微生物基因表达的调控第一节 转录水平的调控，是生物最经济的调控方式。一 操纵子的转录调控operon 操纵子：原核生物细胞中,功能相关的基因组成操纵子结构，由操纵区和一个或几个结构基因联合起来形成一个在结构、功能上协同作用的整体，并受到同一调节基因和启动子的调控。 启动子 promoter：是RNA聚合酶和CAP（catabolite activator protein，分解物激活蛋白）的结合位点，控制转录的起始。1原核生物基因调控主要在转录水平上，最为经济的调控。调控意义不同可分为负转录调控negative transcription control和正转录调控positive tr

2、anscription control。2负转录调控中，调节基因产物是阻遏蛋白repressor，起着组织结构基因转录的作用，阻遏蛋白的作用部位为操纵区。根据阻遏蛋白作用性质又可分为负控诱导 和负控阻遏：负控诱导系统中，阻遏蛋白不和效应物（诱导物）结合时，阻止结构基因转录；负控阻遏系统中，阻遏蛋白和效应物（有阻遏作用的代谢产物，辅阻遏物）结合时，阻止结构基因转录。辅阻遏物corepressor：与一个基因的调控序列或操纵基因结合以阻止该基因转录的一类蛋白质。3正转录调控系统中，调节基因的产物是激活蛋白activator protein，作用部位是离启动子很近的激活结合位点activator b

3、inding site，根据激活蛋白作用性质分为正控诱导系统和正控阻遏系统：正控诱导系统中，效应物分子（诱导物）的存在使激活蛋白处于活动状态；正控阻遏系统中，效应物分子（有阻遏作用的代谢产物，抑制物）的存在使激活蛋白处于不活动状态。（该系统目前缺乏典型例子）（1）负控诱导系统大肠杆菌的lac I调节基因与乳糖操纵子lactose operon的作用是典型的负控诱导系统。I基因是调节基因，其产物为repressor，repressor与操纵区lac O结合时，RNA聚合酶不能转录结构基因，故在环境中缺乏诱导物乳糖或乳糖类似物IPTG时，lactose operon受阻。当环境中有乳糖时，进入细胞

4、的乳糖在细胞内长存的极少量-糖苷酶作用下发生分子重排，由乳糖变成异乳糖，异乳糖作为诱导物与repressor结合，使后者构型发生改变不能识别 lac O，且不能与之结合，故RNA聚合酶能顺利转录结构基因形成大分子的多顺反子mRNA polycistronic mRNA，翻译三种不同蛋白：-半乳糖苷酶、透性酶和乙酰基转移酶。（2） 负阻遏系统 大肠杆菌色氨酸操纵子 Trp operon 含有五个基因编码Trp生物合成途径中的各种酶。Trp 启动子临近操纵区，转录通过操纵区和repressor控制，效应物为Trp，即Trp operon的终产物。当Trp 丰富时，Trp结合到游离的represso

5、r上诱发变构转换，使repressor紧密结合在操纵区；当Trp供应不足时，repressor失去了所结合的Trp，从操纵区上解离下来，Trp operon转录开始。Trp起着corepressor的功能。attenuation 弱化作用：该调控通过操纵子的前导区类似于终止子的一段DNA序列实现即前导区编码一个14氨基酸的前导肽，被称为弱化子attenuator 。弱化子其第10、11位含两个色氨酸密码子，当细胞内某种氨酰-tRNA缺乏时，该attenuator不表现终止子功能；当细胞内某种氨酰-tRNA充足时，表现终止子功能，从而控制基因表达。因这种终止作用不使正在转录的所有mRNA都中途停

6、止，仅是部分中途停止，故称为弱化。当Trp缺乏时，色氨酰-tRNA也缺乏，前导肽不被翻译，核糖体在两个相邻的Trp密码子处停止，阻止1：2配对，使2：3配对，因此不能形成3:4配对的茎环终止子结构。RNA聚合酶将放行越过先导区进入结构基因导致操纵子表达；若Trp过量，则可得到色氨酰-tRNA，前导肽被翻译使核糖体通过色氨酸密码子位置，前导肽被正常翻译，核糖体组织2:3配对，导致3:4配对终止信号出现，导致转录在尿苷酸残基顺序上中断。（3） 正控诱导系统调节蛋白为激活蛋白，促进RNA聚合酶合成，从而增加mRNA合成。大肠杆菌麦芽糖操纵子 maltose operon的调控是典型例子。麦芽糖是诱导

7、物，激活蛋白只有与麦芽糖结合才能与DNA特殊位点结合促使RNA聚合酶开始转录。该结合位点为激活蛋白结合位点，与启动子临近或相隔几百个碱基。二 分解代谢物阻遏调控分解代谢物阻遏又称为葡萄糖效应（克勒勃屈利效应），因为是葡萄糖被首先发现具有这种阻遏效应的物质。分解代谢物种阻遏中，只有分解物激活蛋白CAP首先结合到启动子上游后，RNA聚合酶才与启动子结合。这种激活蛋白时一种变构蛋白，当它与cAMP结合后构象发生变化，这时才能与DNA结合并促进RNA聚合酶结合。cAMP由腺苷酸环化酶催化ATP产生，葡萄糖能抑制cAMP的形成并促进其分泌到胞外。葡萄糖入胞后胞内cAMP水平下降，RNA聚合酶不能与启动子

8、结合。分解代谢物阻遏实际上是cAMP缺少的结果。葡萄糖或某些容易利用的碳源，其分解代谢产物阻遏某些诱导酶体系编码的基因转录的现象。如大肠埃希氏菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基上，在葡萄糖没有被利用完之前，乳糖操纵子就一直被阻遏，乳糖不能被利用，这是因为葡萄糖的分解物引起细胞内cAMP含量降低，启动子释放cAMP-CAP蛋白，RNA聚合酶不能与乳糖的启动基因结合，以至转录不能发生，直到葡萄糖被利用完后，乳糖操纵子才进行转录，形成利用乳糖的酶，这种现象称葡萄糖效应。（百度解释）真核生物中cAMP有其他调节作用：黏菌中cAMP是聚集过程中的一种胞外信号。凡是在降解过程中能被转化成葡萄糖或糖酵解途径中其

9、他代谢中间产物的糖代谢（如乳糖、半乳糖、麦芽糖、阿拉伯糖等）中，其有关的酶都是由和诱导的操纵子控制，只要有葡萄糖存在，这些操纵子都不表达。被称为降解物敏感型操纵子catabolite sensitive operon，这些操纵子都是cAMP-CAP调节的，cAMP-CAP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子，从这个意义上讲，lac operon 的功能是在正、负两个相互独立的调控体系下实现。乳糖操纵子受到阻遏蛋白和CAP的双重调节：1 阻遏蛋白负性调节：a 没有乳糖存在时，调节基因（阻遏基因）表达阻遏蛋白；阻遏蛋白结合到操纵基因上，封闭结构基因，不表达酶。b 存在乳糖时，乳糖被-半乳糖酶催化为

10、半乳糖，半乳糖与阻遏蛋白结合使得阻遏蛋白不能与操纵基因结合，结构基因被活化，相关酶表达。乳糖操纵子的阻遏蛋白含有螺旋-转角-螺旋（HTH）的基序。2 CAP的正性调节：CAP（ catabolite gene activation） 降解物基因活化蛋白 或称 cyclic AMP recepror protein CRP环腺苷酸受体蛋白,能与cAMP结合而活化，作用于启动子区域，促进转录，也含有螺旋-转角-螺旋（HTH）的基序。a 当有葡萄糖存在时，葡萄糖被组成酶（constitutive enzyme）降解的产物抑制了腺苷酸环化酶活性，活化磷酸二酯酶，使cAMP浓度下降，CAP含量随之下降。

11、乳糖操纵子转录受抑制；b 反之，无葡萄糖时，CAP含量促进乳糖操纵子转录。3 协同调节：当阻遏蛋白封闭转录时，CAP对该系统不能发挥作用。若无CAP存在，即使没有阻遏蛋白与操纵子序列结合，操纵子仍无转录活性。三 细菌的应急反应当细菌处于氨基酸饥饿状态时，会采取一种应急反应以求生存，即停止包括各种RNA（特别是rRNA）在内几乎全部生化反应，只维持生命最低限量的需要。应急反应的信号即为鸟苷四磷酸ppGpp和鸟苷五磷酸pppGpp，产生这两种物质的诱导物是空载tRNA。空载tRNA激活焦磷酸转移酶，使ppGpp大量合成，ppGpp的出现关闭很多基因，也会打开一些合成氨基酸应对紧急情况，属于超级调控

12、因子。二者的作用原理不清楚，有两种可能：ppGpp与RNA聚合酶结合，使后者构型发生改变，从而识别不同的启动子，改变基因转录效率，使之关闭、减弱或增加；ppGpp与启动子结合，使后者不再与RNA聚合酶结合，导致基因被关闭。magic spot nucleotide 魔斑核苷酸：受到严紧控制的细菌生长过程中一旦缺乏氨基酸供应，细菌会产生一个应急反应，使蛋白质和RNA合成速率迅速下降，魔斑核苷酸指的就是此过程中由大量GTP合成的鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸，它们主要作用可能是影响RNA聚合酶与启动子结合专一性，诱发应急反应帮细菌渡过难关。大肠杆菌对数期时，rRNA操纵子上两个启动子P1和P2，前者转录产

13、物比后者大3-5倍，当细菌处于饥饿时，P1被抑制，由P2启动少量rRNA合成，维持生命最低需要。可能是ppGpp使RNA聚合酶构型发生变化不识别P1识别P2或ppGpp与P1结合导致其关闭。四 通过因子更换的调控1 枯草杆菌芽孢形成过程中的因子更换因子：是RNA聚合酶核心酶与启动子之间的桥梁，参与启动子的识别和结合。枯草杆菌不利生长条件下会产生芽孢，有至少6个因子和80多个gene，因子有序的依次更换使RNA聚合酶识别不同基因启动子，使与孢子形成有关基因有序表达。因子依次更迭的顺序为：55、28、32、37、29。含55的RNA聚合酶只能识别营养生长阶段的基因启动子，该启动子具有与大肠杆菌相似

14、的-10和-35序列；当营养耗尽细胞处于饥饿状态下，含有28的RNA聚合酶负责转运能探测营养耗竭和起始孢子形成反应的基因，是孢子形成的信号系统；32和37则是负责识别早期孢子形成基因的启动子；含有29的RNA聚合酶则负责中、晚期孢子形成的基因转录。2 大肠杆菌的热激应答大肠杆菌通常情况下只有一种亚基，但若生长在较高温度（42-50）某些基因会迅速表达，诱导产生热激蛋白，这种现象称为热激应答反应heat shock response。这是目前已知的最保守的遗传系统，存在于每个生物体内，从古生菌到真细菌，从植物到动物。热激应答反应的传感蛋白可能是HSP70蛋白，其本身为一种热激蛋白，感受到温度变化

15、后调节热激应答系统的调节蛋白基因rPOH表达，该基因产物RpOH是一种次级因子，称为32。由32参与构成的RNA聚合酶全酶能够识别热激应答基因的启动子；32所识别的启动子与“标准”因子识别的启动子不同：-35序列前面还有几个保守碱基（TNNCNCNC），-10序列前面有保守的CCCC。细菌适应高温生长后，大多数热激应答基因变停止表达，开始表达常规基因。转换机制还不清楚。正常情况下70作为操纵子（S21基因、DNA引发酶基因和70基因）的一部分转录多顺反子，70基因本身有一个热激应答启动子，位于前一个基因（DNA引发酶基因）内，热激应答反应不需要70，但其还是在热激应答反应中大量表达，可能与细菌

16、适应较高温度后开始表达常规基因有关。五 信号转导和二组分调节系统多数情况下外部信号首先通过传感器senor检测到然后以变化的形式传递到调节部位，这一过程称为信号转导signal transduction。目前已知最简单的细胞信号系统称为二组分调节系统two-component system，由两种不同蛋白组成：（1）位于细胞质膜上的传感蛋白sensor protein，该蛋白具有激酶活性，故又称传感激酶。（2）应答调节蛋白response regular protein，位于细胞质中。传感激酶与胞外信号反应过程中自身磷酸化，磷酸基团被转移到应答调节蛋白上，磷酸化的应答调节蛋白即成为阻遏蛋白。r

17、epressor在通过对其操纵子的阻遏作用进行调控。该系统中还需磷酸酶参与，以移去应答调节蛋白磷酸基团。二组分调节系统位于很多细菌中，如大肠杆菌中的氮吸收、根瘤菌中的氮固定、芽孢杆菌中芽孢形成等，低等真核细胞如酿酒酵母中也有这类调节系统。二组分调节系统对细菌某些行为也调节。如趋化性chemotaxis，感知细胞外化学药物浓度，调节鞭毛运动。细菌在无化学药物浓度梯度环境中，运动方向随机，一般是直线运动数秒后停翻筋斗，然后再以不同方向直线运动，往复进行。在引诱物梯度环境中翻筋斗频率减小，向高浓度引诱物直线运动时间增加；若向低浓度区运动，则翻筋斗次数不减少。若有毒物浓度梯度，则会出现相反效果：高浓度

18、区，翻筋斗次数增加，向低浓度区移动。向高浓度引诱物运动，直线运动和翻筋斗交替进行，但直线运动时间长，翻筋斗频率低，总方向是徐翔高浓度引诱物。趋化性的调控：接受甲基趋化性蛋白MCP是受体蛋白，二组分调节系统中的传感激酶是CheA。MCP是跨膜蛋白，在细胞质侧还与CheW和CheA蛋白结合成为复合物。当MCP未与诱导物结合时，该复合物（MCP-CheW-CheA）刺激CheA自身磷酸化，进而再使CheY和CheB两个细胞质蛋白磷酸化，形成CheY-P和CheB-P，CheY-P与鞭毛传动器结合，启动鞭毛顺时针旋转，细菌做翻筋斗运动；若诱导物结合到MCP上，则CheA的自身磷酸化被抑制，CheY不能

19、与鞭毛传动器结合，此时鞭毛逆时针旋转，细菌则进行直线运动。CheY磷酸化由于CheZ蛋白去磷酸化作用，只有很短的10s左右，使翻筋斗时间不太长，以适应环境变化。细菌与引诱物和毒物应答的能力还与MCP的甲基化有关：CheR以SAM作为甲基供体，以低频率不断将甲基基团加到MCP上，而另一蛋白CheB（脱甲基酶活性）则和从MCP上去掉甲基。引诱物-MCP复合物是CheR合适作用基质而不适于CheB，故当引诱物与MCP结合时，不仅引起逆时针旋转并作直线运动，也降低脱甲基酶活性，使MCP甲基化增加，导致构型发生变化，故即使引诱物维持高水平但不再与MCP结合，CheA-P的水平仍增加，细胞又开始翻筋斗，失

20、去引诱物结合的MCP有奖称为CheB作用底物进行去甲基反应，去甲基的MCP又能再应答引诱物。（下面作图理解，不然看都能看吐了）六 噬菌体溶源化和裂解途径的转录调控：噬菌体infect宿主后有两种发育途径：裂解途径和溶原化途径。调节两种途径的机制：一个转录单位不管包括几个操纵子都成为一个转录子。噬菌体感染宿主后最先转录并合成一些调节蛋白，通过调节蛋白作用，其他基因的转录或被激活或被阻遏，从而使之进入裂解或溶原途径。调节噬菌体转录的主要调节蛋白是CI和Cro，分别由cI基因和cro基因编码。CI蛋白对cro基因的转录起负调控作用，对cI基因本身转录有正控制和负控制，Cro蛋白对cI基因和cro基因

21、都起负控制作用。当噬菌体处于溶源化状态时，噬菌体DNA以原噬菌体形式整合在宿主细菌染色体上，只有cI基因表达，其表达产物CI蛋白首先与右边和左边的操纵区OR和OL结合，组织右边和左边启动子PR和PL启动功能。CI蛋白占据了OR，抑制了cro基因转录，从而不利于右向转录（裂解），使整个噬菌体基因组作为宿主细胞染色体的一部分，其复制和基因表达完全处在宿主细胞染色体控制下。但由于cI基因是一种自我调节基因，当细胞内CI蛋白含量过高时，可阻止cI基因表达，所以溶源性状态下的噬菌体在不经过诱导的情况下也会以极低的频率进入裂解循环。（此过程也含cI基因自发突变而失去阻遏活性）当溶源菌lysogenic b

22、acteria即染色体上含有原噬菌体DNA的宿主菌受到紫外线等因素作用时，因DNA上的损伤，RecA 蛋白具有切割阻遏蛋白活性，使得CI蛋白被切割，亚基被破坏，CI蛋白从DNA上脱落，于是RNA聚合酶有机会与cro基因启动子结合，表达Cro蛋白，使转录向裂解方向进行，即Cro蛋白组织cI基因表达，起负调控作用，这时CI蛋白处于劣势，从而导致原噬菌体的释放和裂解途径开始。所以裂解和溶源化途径之间的平衡在于CI蛋白和Cro蛋白与操纵区之间相互作用。（不做图，不好记忆）第二节 转录后调控一 翻译起始的调控遗传信息翻译成多肽链始于mRNA上的核糖体结合序列RBS。RBS核糖体结合位点：指起始密码子AU

23、G上游30-40bp的一段非翻译区，其含有的SD序列，长度一般为5bp富含G和A，功能是与核糖体16S rRNA的3端互补配对，使核糖体结合到mRNA上，以利于翻译起始。RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码子AUG之间的距离。SD序列必须呈伸直状，如果形成二级结构则降低表达，SD序列与AUG之间相距一般4-10bp，9bp最佳。此外，mRNA的二级结构也是翻译起始调控的重要因素，因为核糖体30S亚基与mRNA的靠近要求mRNA的5端有一定空间结构。这一空间结构的改变与SD序列上游碱基以及mRNA与核糖体结合的-20至+14区域有关。核苷酸微小变化往往会影响mRNA二级结构，可导致

24、表达效率上百倍伸直上千倍差别。这是由于核苷酸的变化改变了mRNA5端二级结构自由能，影响核糖体30S亚基与mRNA结合，从而导致蛋白合成效率上的差异。二 mRNA的稳定性基因表达量与RNA半衰期成正比。微生物某些胞外酶mRNA半衰期比较长，可在转录终止后仍然能继续翻译从而增加基因表达量。如解淀粉芽孢杆菌对数生长末期的细胞经利福平或放线菌素D抑制其RNA合成后，仍和继续分泌淀粉酶、蛋白酶及RNA酶达90min；氯霉素及其他翻译抑制剂能抑制这种分泌作用。意味着这种合成作用代表了某种前期信息翻译。不同mRNA在同一微生物细胞内半衰期不同。三 稀有密码子和重叠基因调控1 稀有密码子：由于不同tRNA含

25、量上的差异生很大，产生了对密码子的偏爱性，对应tRNA丰富或稀少的密码子分别称为称为偏爱密码子biased codon或稀有密码子rare codon。含有密码子多的基因表达率很低，微生物利用稀有密码子进行转录后调控主要反映在对同一操纵子中不同基因表达量的控制。例如细胞DNA复制起始时，冈崎片段的合成是在RNA引物上延续发生，RNA引物是由dnaG基因编码并有引物酶催化合成的。细胞对这种酶需求量不大，但dnaG与另外两基因（rpoD和rpsU）同属一个操纵子，后二者产物是dnaG编码产物的几十到几百倍。细胞解决的办法就是稀有密码子。dnaG序列中含有很多稀有密码子。由于稀有密码的tRNA比较少

26、，高频使用这类密码子的基因翻译很容易受阻，从而控制了该种蛋白在细胞内合成数量。2 重叠基因overlapping gene：是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成为两个或两个以上基因的组成部分。Trp operon 由7个基因trpE（G）、trpD（C）、trpB（A）、trpI组成。trpE终止子和trpD基因起始密码子公用一个A，这可能是保证两基因产物在数量上相同的机制。许多放线菌抗生素合成基因与该抗生素的抗性基因之间也存在基因重叠现象。甚至可采用抗性基因作为探针从基因文库中去分离到生物合成基因。这是抗生素产生菌对自身保护措施之一，可能抗性基因表达之后才合成有

27、毒性的抗生素，或抗性基因产物是对生物合成有激活作用。微生物产生的抗生素为什么不杀死自己？可能存在多种机制：A合成抗生素的基因与其抗性基因重叠来进行互相协调，如红霉素、新霉素、链霉素的抗生素合成与抗性基因之间存在这种关系；B抗生素作用的靶被修饰是一种常见方式。如红霉素产生菌和硫链丝菌素产生菌的核糖体RNA被甲基化修饰后表现出对这两汇总作用于rRNA的抗生素不敏感；C合成抗生素在细胞内受到自身修饰（如乙酰化）或呈非活性结构，以无活性状态存在于细胞内，而分泌到胞外时再去掉修饰和有某种膜蛋白催化，使其在胞外成为有活性结构。D 有时以上两种或多种机制共同起作用。四 反义RNA调控RNA除了催化功能（ri

28、bozyme）还有调节基因表达功能，调节RNA被称为反义RNA antisense RNA，它具有能与靶RNA互补结合的碱基序列。原核生物中反义RNA调节基因表达是天然机制，调节作用主要在翻译水平，也包括少数在转录或DNA复制前引物加工水平。编码反义RNA的基因有时称为反义基因。反义RNA调节作用设计的功能包括质粒的复制、转座作用、渗透调节、噬菌体裂解和溶源性转化以及cAMP受体蛋白的基因表达等。如大肠杆菌质粒ColEI复制，每个细胞中Col EI拷贝数为10-30因RNA I（一种约100bp的反义RNA）能够与质粒DNA复制时的引物RNA结合。使RNA聚合酶不能与引物RNA结合，致使质粒复

29、制受阻。RNA I通过调节RNA引物的数目来对DNA复制进行调控。大肠杆菌对渗透压变化调节是反义RNA另一例：大肠杆菌含有两种渗透压调节的膜蛋白OmpC和OmpF，在高渗透时，OmpC合成增多，OmpF合成受抑制；在低渗透压下则相反，但两者总量保持不变。其中起调节作用的就是反义RNA：当OmpC的基因转录时在OmpC的基因启动子上游方向有一段DNA序列，以相反方向同时转录产生一个174bp的RNA，它能与OmpF mRNA的前导序列中的44bp（含SD序列）及编码区（含AUG）形成杂合双链，抑制OmpF mRNA的翻译。故OmpC蛋白量增加而OmpF的含量减少，同时保证同一时间内两种蛋白总量恒

30、定。mRNA 前导区指：操纵子或单个基因内，从转录起始位点的核苷酸到结构基因起始密码子间的DNA区段。反义RNA能转移的结合到mRNA上并阻止其活性的现象具有很大实用性，作为一种研究工具，若需要研究某一特定基因作用，能与这个基因的mRNA结合的反义RNA可被构建并导入细胞，可组织基因表达。此外也可用一段反义DNA结合mRNA达到同样的效果。五 翻译的阻遏调控翻译水平也有类似转录水平的蛋白阻遏。大肠杆菌RNA噬菌体Q包含3个基因，从5到3方向依次为噬菌体装配和吸附相关的成俗蛋白基因A、外壳蛋白基因、RNA酶基因。当噬菌体感染大肠时，RNA进入细胞，这条正链RNA一方面作为模板指导RNA复制酶的翻

31、译，并与宿主中已有的亚基结合行使复制功能。但Q正链RNA上已结合有许多核糖体，会影响复制酶催化3向5方向进行的负链RNA合成，这一矛盾需要Q RNA复制酶作为翻译阻遏物进行调控。纯化的复制酶可和外壳蛋白翻译起始区结合，抑制蛋白合成。因为复制酶的存在使核糖体不能与翻译起始区相结合，但已经开始的翻译将进行下去。与正链RNA3端结合的复制酶便可以开始RNA复制。（其复制方向特殊）Q正链RNA5和3端都有CUUUUAAA序列，且可能形成稳定的茎环结构，复制酶既能和外壳蛋白翻译起始区结合，又能和正链3端结合，故复制酶可作为翻译阻遏物对基因表达进行调控。六 ppGpp对核糖体蛋白合成的影响在缺乏AA情况下

32、，首先停止合成rRNA，由于某些核糖体蛋白mRNA部分二级结构和rRNA的相似，故当rRNA缺乏时，多余的核糖体蛋白就会与本身的mRNA结合，从而阻断本身的翻译，同时也会阻断同一多顺反子的mRNA下游其他核糖体蛋白编码区的翻译，使核蛋白和rRNA合成几乎同时停止。这里rRNA合成是转录水平调控，而核糖体蛋白的合成则是翻译水平调控。七 细菌蛋白的分泌调控（与生化7 笔记对比记忆）能分泌到胞外的蛋白统称为分泌蛋白，分泌蛋白N-末端都含有一段由15-30个疏水AA构成的信号肽signal peptide。故提出信号肽假说signal peptide hypothesis：当新生肽正在跨越膜时，信号序

33、列和其后的肽段折叠成两个短的螺旋段，并曲成一个反向平行的螺旋发夹，该发夹结构可插入到疏水的脂质双层中。一旦分泌蛋白的N端锚定在膜内，后续合成的其他肽段部分将顺利通过膜。疏水性信号肽完成功能后被信号肽酶signalase水解。分泌启动和抑制调控由信号识别颗粒signal recognition particle SRP介导。其作用是能与核糖体结合，并停止蛋白合成，阻止翻译发生在肽链延长至约70个AA长时，这个长度时信号肽完全从核糖体出来的长度。SRP对翻译起负调节作用，由于SRP暂时中止这些分泌蛋白的翻译，能确保这些蛋白未到达细胞膜或内膜之前不能完成翻译，这样信号肽和SRP共同作用下，分泌蛋白能

34、及时完成转运和分泌，避免在细胞内积累。原核细胞信号序列发现的比真核细胞晚。首例原核细胞信号序列编码一种外膜脂蛋白N端信号肽。G-细菌中发现大多数分泌蛋白包括质膜多肽、周质多肽和外膜多肽都有信号肽。G-细菌中目前已知的依赖于信号肽的分泌系统首先将蛋白分泌至周质空间，经端在停留后经过特异性反应再将蛋白分泌至胞外。G-细菌蛋白分泌如何跨外膜，机制不明。第三节 古生菌的转录及调控一古生菌基本转录装置：RNA聚合酶（RNAP）、基本转录因子、启动子等。1 RNAP细菌（原核）中只有一种RNAP，由4个亚基2和若干因子组成。真核生物细胞中有3中RNA聚合酶（I、II、III）其中RNAP II包含10-15个亚基和5个不同的转录因子，专门转录mRNA 。RNAP I转录rRNA；RNAP III转录tRNA、5S rRNA和小RNA。古生菌