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。當乳糖在細菌體內轉化為異乳糖後，異乳糖會與乳糖抑制子結合，導致乳糖抑制子產生別構調節，從而抑制了其與DNA的結合能力，進而增加乳糖代謝通路相關蛋白的基因表達。

功能

乳糖抑制子 (LacI) 通過其DNA 結合域中的螺旋-轉角-螺旋的結構基序起作用。該結構基序的鹼基特異性地結合到乳糖操縱子的大溝，鹼基接觸也由對稱相關的殘基構成。α螺旋，「鉸鏈」螺旋，深深地結合在小溝中。 ^[1]這種已與DNA結合的抑制子可以通過封閉 RNA 聚合酶結合位點或促進 DNA 成環來減少乳糖蛋白的轉錄。 ^[2]當存在乳糖時，異乳糖與乳糖抑制子結合，導致其發生變構。在其變構下， lac阻遏蛋白無法與其同源操縱子緊密結合。因此，儘管基因表達的程度取決於細胞中乳糖抑制子的數量和其與 DNA 的結合親和力，但在沒有誘導劑的情況下，該基因大多是關閉的，而在有誘導劑的情況下大多是開啟的。 ^[3]異丙基 β-D-1-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG) 是一種常用的異乳糖模擬物，可用於誘導受lac阻遏物調節的基因的轉錄。

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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） on protein database
Lac Repressor in Proteopedia （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.

[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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