阿拉伯糖操纵子简介机制

阿拉伯糖操纵子的结构和功能阿拉伯糖操纵子是一种在大肠杆菌中存在的基因组合，它可以在阿拉伯糖存在时调控阿拉伯糖的转运和代谢。

阿拉伯糖操纵子由调节基因araC和结构基因araBAD组成，它们分别位于大肠杆菌基因组上的araC和araBAD 区域。

araC基因与操纵子相反方向转录，而araBAD基因与操纵子同向转录。

araC基因编码了一种转录调节蛋白AraC，它可以与阿拉伯糖结合，改变其构象和功能。

araBAD基因编码了三种酶：阿拉伯糖异构酶（AraA）、阿拉伯糖激酶（AraB）和阿拉伯糖醛脱氢酶（AraD），它们可以将阿拉伯糖转化为可进入解糖途径的代谢物。

调控机制阿拉伯糖操纵子的调控机制是一种正反馈调控，即当细胞内有阿拉伯糖时，操纵子被激活，而当细胞内没有阿拉伯糖时，操纵子被抑制。

这种调控机制主要依赖于AraC蛋白和阿拉伯糖的相互作用。

AraC蛋白有两种构象：Pr和Pi。

Pr构象的AraC蛋白可以与操纵子上的O2和I位点结合，形成一个回环结构，阻止RNA聚合酶与PBAD启动子结合，从而抑制araBAD基因的转录。

Pi构象的AraC蛋白可以与操纵子上的O1和I位点结合，打开回环结构，允许RNA聚合酶与PBAD启动子结合，从而激活araBAD基因的转录。

当细胞内没有阿拉伯糖时，AraC蛋白以Pr构象存在，抑制araBAD 基因的转录，节省能量。

当细胞内有阿拉伯糖时，AraC蛋白与阿拉伯糖结合，转变为Pi构象，激活araBAD基因的转录，利用阿拉伯糖作为碳源。

应用价值阿拉伯糖操纵子作为一种典型的原核基因表达调控系统，在生物工程和生物技术等领域有着广泛的应用价值。

例如：•阿拉伯糖操纵子可以作为一种诱导表达系统，用于异源基因或重组蛋白的表达。

通过添加或去除阿拉伯糖，可以控制目标基因或蛋白在大肠杆菌中的表达水平和时间。

•阿拉伯糖操纵子可以作为一种遗传工具，用于大肠杆菌基因组的编辑。

通过利用pCas和pTargetF等质粒，可以实现对目标基因的敲除或敲入。

阿拉伯糖操纵子操纵子（operon），又称操纵组或操纵元，主要在原核生物及线虫动物门出现，由Ja cob和Monod于1961年所发现。

我们可以这样简单的理解，就是在细菌的基因组中，往往相关的基因聚集、串联在一起，形成一个基因簇，他们编码同一代谢途径中的不同酶，共同表达，共同调控，构成表达和调控的基本形式，这种单元就称为操纵子。

它是一组关键的核苷酸序列，包括了一个操纵基因，一个启动子，及一个或以上的结构基因的基元，结构基因编码多肽链，其表达受操纵基因的控制，而操纵基因又受调控基因的产物调控因子的控制。

阿拉伯糖（arabinose）是一个可以为代谢提供碳源的五碳糖。

在大肠杆菌中阿拉伯糖的降解需要3个基因：araB、araA和araD，它们形成一个基因簇，简写为araBAD，除了这个结构基因araBAD，阿拉伯糖操纵子还包含两个启动子（PBAD 、PC）、两个操纵基因（araO2、araO1）、一个CAP结合位点以及一个araI位点（附图）。

另外，由调控基因araC编码的调控因子araC蛋白通过两种异构体显示正、负调节因子的功能，Pr是起阻遏作用araC蛋白的构型，可以与操纵基因araO2和araI位点形成阻遏环（DNA回文结构），Pi是起诱导作用araC蛋白的构型，其与cAMP-CAP共同作用下起始PBAD调控的结构基因的表达。

AraBAD基因和araC基因的转录是分别在两条链上以相反的方向进行的，araBAD基因簇从启动子PBAD 开始向右进行转录，而araC基因则是从Pc向左转录。

当葡萄糖存在而无阿拉伯糖时，cAMP-CAP缺乏，araC蛋白为处于Pr构型，araC蛋白与操纵基因araO2以及araI位点结合形成阻遏环，使PBAD启动子处于关闭状态，有效阻遏araBAD的转录。

当葡萄糖不存在而有阿拉伯糖时，cAMP-CAP丰富，araC蛋白（Pr构型）与阿拉伯糖相结合改变为Pi构型，ar aC蛋白（Pi构型）分别与操纵基因araO1以及araI位点相结合，阻遏环被破坏。

操纵子（operon）：指由启动子、操纵基因及其所控制的一组功能上相关的结构基因所组成。

转录的功能单位。

很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。

主要见于原核生物的转录调控，如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子、色氨酸操纵子等。

原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。

操纵子通常由2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。

启动序列是RNA 聚合酶结合并起动转录的特异DNA序列。

多种原核基因启动序列特定区域内，通常在转录起始点上游-10及-35区域存在一些相似序列，称为共有序列。

大肠杆菌及一些细菌启动序列的共有序列在-10区域是TA TAAT，又称Pribnow盒（PribnowBox），在-35区域为TTGACA。

这些共有序列中的任一碱基突变或变异都会影响RNA聚合酶与启动序列的结合及转录起始。

因此，共有序列决定启动序列的转录活性大小。

操纵序列是原核阻遏蛋白的结合位点。

当操纵序列结合阻遏蛋白时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合，或使RNA聚合酶不能沿DNA向前移动，阻遏转录，介导负性调节。

原核操纵子调节序列中还有一种特异DNA 序列可结合激活蛋白，使转录激活，介导正性调节1961年，法国科学家莫诺（J·L·Monod，1910-1976）与雅可布（F·Jacob）发表“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，提出操纵子学说，开创了基因调控的研究。

四年后的1965年，莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生理学与医学奖。

莫诺与雅可布最初发现的是大肠杆菌的乳糖操纵子。

这是一个十分巧妙的自动控制系统，这个自动控制系统负责调控大肠杆菌的乳糖代谢。

乳糖可作为培养大肠杆菌的能源。

大肠杆菌能产生一种酶（叫做“半乳糖苷酶”），能够催化乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，以便作进一步的代谢利用。

编码半乳糖苷酶的基因（简称z）是一个结构基因（structural gene）。

操纵子（operon）：指启动基因、操纵基因和一系列紧密连锁的结构基因的总称。

转录的功能单位。

很多功能上相关的基因前后相连成串，由一个共同的控制区进行转录的控制，包括结构基因以及调节基因的整个DNA序列。

主要见于原核生物的转录调控，如乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子、组氨酸操纵子、色氨酸操纵子等1961 年 ,法国巴斯德研究所的 Monord 和Jacob 提出了乳糖操纵子概念 ,后来人们在大肠杆菌中又陆续发现了色氨酸操纵子、组氨酸操纵子、半乳糖操纵子、阿拉伯糖操纵子等多种操纵子 ,从而不断的充实和完善了被誉为生命第三原理的基因调控理论 ,在这个理论中提出的操纵子概念也被人们普遍接受和证实。

操纵子学说是关于原核基因结构及其表达调控的学说，由法国巴斯德研究所著名科学家的Monod和Jacob在1961年首先提出[1]。

他们以对乳糖操纵子的研究，通过大量的试验及分析建立了现在已经被人们广泛接受的乳糖操纵子控制模型[2]。

后来人们在大肠杆菌中又陆续发现了色氨酸操纵子、组氨酸操纵子、半乳糖操纵子、阿伯糖操纵子等多种操纵子,从而不断的充实和完善了被誉为生命第三原理的基因调控理论,在这个理论中提出的操纵子概念也被人们普遍接受和证实。

操纵子学说：1961年，法国科学家莫诺（J·L·Monod，1910-1976）与雅可布（F·Jacob）发表“蛋白质合成中的遗传调节机制”一文，提出操纵子学说，开创了基因调控的研究。

四年后的1965年，莫诺与雅可布即荣获诺贝尔生理学与医学奖。

莫诺与雅可布最初发现的是大肠杆菌的乳糖操纵子。

这是一个十分巧妙的自动控制系统，这个自动控制系统负责调控大肠杆菌的乳糖代谢。

乳糖可作为培养大肠杆菌的能源。

大肠杆菌能产生一种酶（叫做“半乳糖苷酶”），能够催化乳糖分解为半乳糖和葡萄糖，以便作进一步的代谢利用。

编码半乳糖苷酶的基因（简称z）是一个结构基因（structural gene）。

科学研究L-阿拉伯糖护肝解酒功能及机制关于饮酒对于最近大家热议的阿里性侵事件，小编也是气愤不已。

在畸形的“劝酒文化”下，我们每个人都要保护好自己，尤其是女性。

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但是长期且大量饮酒会对身体造成严重伤害，能引发口腔和咽喉癌、结核、心脏病、乳腺癌、肝硬化、胰腺癌等众多疾病,在过量饮酒引发疾病的患者中，肝硬化的比例最高，占比为50%。

对于想喝酒或者又不得不喝酒的场合，我们可以尽可能提前吃一些达到护肝解酒的功效的产品，减少酒对身体的伤害，并保持一定的清醒。

L-阿拉伯糖护肝解酒功能及机制L-阿拉伯糖作为我国卫生部批准的新资源食品，具有抑制蔗糖吸收、控制血糖升高、增殖肠道有益菌、养肝解酒等多种功效。

其和解酒相关的应用主要分为两大部分，即用于解酒和护肝。

研究发现，L-阿拉伯糖通过提高乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶的活性，从而能有效提高饮酒者对酒精的代谢能力。

其作为解酒剂，可以直接用温水冲服或添加在酒、饮料中食用，食用方便，而且对身体没有损害。

以下是关于L-阿拉伯糖养肝解酒功能的实验：本实验以L-阿拉伯糖不同剂量，在饮酒前、饮酒中和饮酒后三个时间段对急性酒精中毒小鼠灌胃，记录醉酒数量和醒酒数量及时间，研究不同剂量L-阿拉伯糖对小鼠解酒效果的影响，提供L-阿拉伯糖对人体保健作用的实验报告和数据支持，为提高人类健康水平和促进L-阿拉伯糖在食品医药行业中的应用提供有力支持。

一、酒前服用L-阿拉伯糖对小鼠醉酒的影响实验方式<<为了检验饮酒前服用L-阿拉伯糖效果，除对照组外，二锅头白酒灌喂前30min对四组小鼠分别给予低剂量(2g/kg体重)、中剂量(4g/kg体重)、中高剂量(6g/kg体重)、高剂量(10g/kg体重)四个不同剂量L-阿拉伯糖灌喂，观察翻正消失时间和翻正恢复时间。

实验结果<<对照组和低剂量L-阿拉伯糖组在1h内全部醉酒，中剂量组有7只醉酒，中高和高剂量组则无醉酒现象。

操纵子（operon）DNA2组中成簇串联组成。

DNA序列。

多种原核基因启及-35一动序列的共有序列在-10区域是TATAAT，又），在TTGACA。

合，或使RNA聚合酶不能沿DNA还有一种特异DNA序列可结合激活蛋白，使转录激活，介导正性调节。

转录（Transcription DNA）UTP）4RNA的过程。

MRNA，通过它携有的密码子到核糖DNA的复制相比，有很多相同或相似之处，亦有其自己的特点。

mRNA。

就是说，以特定的以DNADNA另一条单链叫非模板链。

DNA。

真核细胞的大小亚基是在核中形成的, 在核仁部位rDNA转录出45S rRNA,是rRNA的前体分子,与胞质运来的蛋白质结合,再进行加工,经酶裂解成28S,18S和5.8S的rRNA,而5S rRNA则在核仁外合成28S,5.8S及5S rRNA与蛋白质结合,形成RNP分子团。

为大亚基前体,分散在核仁颗粒区,再加工成熟后,经核孔入胞质为大亚基,18S rRNA也与蛋白质结合,经核孔入胞质为小亚基。

大小亚基在胞质中可解离存在,在需要时也可在>0.001M Mg 存在时,但合成完整单核糖体,才具有合成功能,当Mg4 <0.001M时则又重新解离。

原核细胞的核糖体较小, 沉降系数为70S，相对分子质量为2.5x103 kDa,由50S和30S两个亚基组成; 而真核细胞的核糖体体积较大, 沉降系数是80S，相对分子质量为3.9～4.5x103 kDa, 由60S和40S两个亚基组成。

典型的原核生物大肠杆菌核糖体是由50S大亚基和30S小亚基组成的。

在完整的核糖体中，rRNA约占2/3, 蛋白质约为1/3。

50S大亚基含有34种不同的蛋白质和两种RNA分子，相对分子质量大的rRNA的沉降系数为23S，相对分子质量小的rRNA为5S。

30S小亚基含有21种蛋白质和一个16S的rRNA分子。

碱性纤维素细菌：通过CMC-Na初筛培养基，采用刚果红染色鉴定法筛选纤维素酶产生菌。