乳糖抑制子

乳糖抑制子（英語：Lac repressor）是一種DNA結合蛋白，可抑制編碼細菌的乳糖代謝中所涉及的蛋白質的基因的表達。當乳糖不存在於細胞中時，這些基因會被抑制，從而確保細菌僅在存在乳糖的情況下才將能量投入到攝取和利用乳糖所必需的機制中。當乳糖在细菌体内轉化為異乳糖后，异乳糖会与乳糖抑制子结合，导致乳糖抑制子产生别构调节，从而抑制了其与DNA的结合能力，进而增加乳糖代谢通路相关蛋白的基因表达。

功能

乳糖抑制子 (LacI) 通过其DNA 结合域中的螺旋-转角-螺旋的结构基序起作用。该结构基序的碱基特异性地结合到乳糖操纵子的大沟，碱基接触也由对称相关的残基构成。α螺旋，“铰链”螺旋，深深地结合在小沟中。 ^[1]这种已与DNA结合的抑制子可以通过封闭 RNA 聚合酶结合位点或促进 DNA 成环来减少乳糖蛋白的转录。 ^[2]当存在乳糖时，异乳糖与乳糖抑制子结合，导致其发生变构。在其变构下， lac阻遏蛋白无法与其同源操纵子紧密结合。因此，尽管基因表达的程度取决于细胞中乳糖抑制子的数量和其与 DNA 的结合亲和力，但在没有诱导剂的情况下，该基因大多是关闭的，而在有诱导剂的情况下大多是开启的。 ^[3]异丙基 β-D-1-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG) 是一种常用的异乳糖模拟物，可用于诱导受lac阻遏物调节的基因的转录。

結構

DNA結合的搜尋動力學

發現

參見

乳糖操縱組

參考資料

^ Crystal structure of LacI member, PurR, bound to DNA: minor groove binding by alpha helices. Science. November 1994, 266 (5186): 763–70. PMID 7973627. doi:10.1126/science.7973627.
^ Comparison of the theoretical and real-world evolutionary potential of a genetic circuit. Physical Biology. 2014, 1 (2): 026005. PMC 4051709 . PMID 24685590. doi:10.1088/1478-3975/11/2/026005.
^ Tuning Transcriptional Regulation through Signaling: A Predictive Theory of Allosteric Induction. Cell Systems. 2018, 6 (4): 456–469. PMC 5991102 . PMID 29574055. doi:10.1016/j.cels.2018.02.004.

外部連結

醫學主題詞表（MeSH）：Lac Repressor
More information on the lac repressor molecule （页面存档备份，存于互联网档案馆） on protein database
Lac Repressor in Proteopedia （页面存档备份，存于互联网档案馆）.

[1] Crystal structure of LacI member, PurR, bound to DNA: minor groove binding by alpha helices. Science. November 1994, 266 (5186): 763–70. PMID 7973627. doi:10.1126/science.7973627.

[2] Comparison of the theoretical and real-world evolutionary potential of a genetic circuit. Physical Biology. 2014, 1 (2): 026005. PMC 4051709 . PMID 24685590. doi:10.1088/1478-3975/11/2/026005.

[3] Tuning Transcriptional Regulation through Signaling: A Predictive Theory of Allosteric Induction. Cell Systems. 2018, 6 (4): 456–469. PMC 5991102 . PMID 29574055. doi:10.1016/j.cels.2018.02.004.

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