Metabolite regulation, 대사 조절

소개

1) 효소 활성도 조절 : 탄소의 흐름을 빠르게 변화시키기 위해 특정 효소를 자극하거나 저해하는 작용을 포함한다.
A. 효소와 기질의 물리적 분리 : 세포막을 통과하여 세포 안으로 들어가는 기질을 조절하는 것이다. 효소에 기질을 얼마만큼 공급해 주느냐에 따라 생산물을 얻는 시기나 양이 달라진다.
B. 조절 효소 : 조절 효소는 경로 내 탄소의 흐름을 조절하기 위한 기전을 제공하기 위해 조절될 수 있다. 이 효소의 일부를 알로스테릭이라 하며 효과기분자나 조절분자가 이 효소에 붙어 효소의 모양을 변화시킨다. 결과적으로, 효소의 활성 부위가 바뀌게 되는 것이다. 양의 효과기는 효소의 활성도를 증가시키며, 음의 효과기는 효소의 활동을 억제한다.

목차

효소활성도 조절
- 효소와 기질의 물리적 분리
- 조절 효소
- 피드백 저해

효소합성의 조절

대장균의 젖당 오페론
- induction
- 구조 유전자
- 작동유전자
- 조절유전자
- 이화대사산물 억제
- 배지 조건에 따른 lac operon의 발현 조절
- 대장균의 이중영양적 생장
- 유전자 발현 수준에서 양의 조절(positive regulation)과 음의 조절(negative regulation)

일반적인 조절 기전
- 호흡과 발효의 조절
- 탄소 분해의 억제
- 아데닐산 에너지 하전

원하는 산물을 많이 생산하는 방법

본문내용

② 구조 유전자 : lacZ gene, lacY gene, lacA gene
A. lacZ gene : β-갈락토시다아제를 생성한다. 이 효소는 β-젖당을 β-갈락토오스와 β-포도당으로 분해한다. 또한 젖당을 알로락토오스로 전환시키고, 알로락토오스를 다시 β-갈락토오스와 β-포도당으로 분해시킨다.
B. lacY gene : 발현산물은 갈락토시드 투과효소로, 이 효소는 세포막에 존재하고, 세포 내로 젖당을 운반한다.
C. lacA gene : 발현산물은 티오갈락토시드 아세틸기 전달효소로 이 효소의 기능은 아직 명확하지 않다.
③ 작동 유전자 : O1, O2, O3
A. 주 작동자(O1) : O1은 Lac억제인자가 가장 강하게 결합하는 작동유전자이다. 따라서 O1에 돌연변이가 일어나면 Lac억제인자에 대한 친화력이 감소되어 젖당의 유무와 상관없이 lac operon은 구성적으로 발현된다.
B. 보조 작동자(O2, O3) : O2와 O3는 Lac 억제인자가 결합하는 이차적인 결합자리로서 O2는 β-갈락토시다제의 유전자 내부에 존재하고 O3는 lacI 유전자 내부에 존재한다.
④ 조절 유전자(lacI)
A. 특징 : lacI 유전자는 자신의 프로모터를 가지고 있으며, lac operon 유전자의 작동유전자와는 독립적으로 작용한다.
B. 발현산물
i. 조절유전자의 발현 산물은 Lac 억제인자로, 4량체로 작용한다.
ii. Lac 억제인자에 결합하는 효과인자는 알로락토오스로, 알로락토오스가 Lac 억제인자와 결합하면 Lac 억제인자는 작동유전자에 결합하지 못한다(젖당이 있을 때). 반대로 알로락토오스가 결합하지 않은 Lac 억제인자는 작동유전자에 결합하여 젖당 오페론의 전사를 억제한다(젖당이 없을 때).

참고자료

· 분자생물학책, 산업응용 미생물학책, 네이버 백과사전, 구글 이미지검색, 생물학총론