色氨酸操纵子的反馈抑制作用

由于基因表达必然消耗一定的能源和前体物,相对于阻遏和弱化作用,反馈抑制作用更为经济和高效。终产物Trp对催化分支途径几步反应的酶具有反馈抑制作用,其50%抑制浓度分别为:邻氨基苯甲酸合酶,0. 0015 mmol·L - 1 ;

邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶,0.15 mmol·L-1;色氨酸合成酶,7.7mmol·L-1。对于普通野生菌株,邻氨基苯甲酸合酶对Trp合成起到关键调控作用,常被称为瓶颈酶;但对高产Trp工程菌而言,上述任何一种酶的反馈抑制都会直接影响Trp产量。

研究发现酶蛋白某些特殊位点突变可以导致对反馈抑制作用敏感性显著下降,如邻氨基苯甲酸合酶38位的丝氨酸被精氨酸取代,抗反馈抑制能力显著提高,当环境中Trp浓度为10 mmol·L-1时酶活性不受影响,而相同条件下野生型酶活性不到1%。

邻氨基苯甲酸磷酸核糖转移酶162位缬氨酸被谷氨酸取代,抗反馈抑制能力也有显著提高,当环境中含有0.83 mmol·L-1色氨酸或0.32 mmol·L-1 5 - 甲基-色氨酸时,酶活性分别为野生菌的3.6倍和2.4倍。