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(优选)第二酶的生物合成
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第二章酶的生物合成与发酵生产
酶生物合成及调节
1
细胞的选择及培养基的配制
2
产酶工艺条件及其调控
3
产酶的动力学
4
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第一节酶生物合成及调节
遗传信息传递的中心法则
蛋白质
翻译
转录
逆转录
复制
复制
DNA
RNA
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一、酶的生物合成
(一)RNA的生物合成--转录(transcription)
定义
以DNA为模板,以核苷三磷酸为底物,在RNA聚合酶(转录酶)的作用下,生成RNA分子的过程。
(二)蛋白质的生物合成--翻译(translation)
定义
以mRNA为模板,以氨基酸为底物,在核糖体上通过各种tRNA、酶和辅助因子的作用,合成多肽链的过程
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二、酶生物合成的调节
(一)基因调控理论JacobandMonod的操纵子学说(operontheory)
操纵子基因表达的协同单位
结构基因(编码蛋白质structuralgeneS)
操纵子操纵基因(operatorgeneO)
控制部位
启动子(promotorgeneP)
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调节基因启动基因操纵基因结构基因
DNA
转录(-)
RNA聚合酶(+)转录
翻译mRNA
翻译
阻遏蛋白
蛋白质
诱导剂
控制区信息区
操纵子
基因操纵子调节系统示意图
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调节基因(regulatorgene):
可产生一种组成型调节蛋白(regulatoryprotein)(一种变构蛋白),通过与效应物(effector)(包括诱导物和辅阻遏物)的特异结合而发生变构作用,从而改变它与操纵基因的结合力。调节基因常位于调控区的上游
启动基因(promotorgene)(启动子):
有两个位点:
(1)RNA聚合酶的结合位点
(2)cAMP-CAP的结合位点。
CAP:分解代谢产物基因活化蛋白(catabolitegeneactivatorprotein),又称环腺苷酸受体蛋白(cAMPreceptorprotein,CRP)。
只有cAMP-CRP复合物结合到启动子的位点上,RNA聚合酶才能结合到其在启动子的位点上,酶的合成才能开始。
cAMP-CRP复合物的作用示意图
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操纵基因(Operatergene):
位于启动基因和结构基因之间的一段碱基顺序,能特异性地与调节基因产生的变构蛋白结合,操纵酶合成的时机与速度。
结构基因(Structuralgene):
决定某一多肽的DNA模板,与酶有各自的对应关系,其中的遗传信息可转录为mRNA,再翻译为蛋白质。
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(二)酶合成调节的类型
(induction)
组成酶:细胞固有的酶类。
诱导酶:是细胞为适应外来底物或其结构类似
物而临时合成的一类酶。
(repression)
分解代谢物阻遏(cataboliterepression)
反馈阻遏(feedbackrepression)
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