一、固氮酶 固氮酶所催化的反应： N2+8e+8H+16MgATP 2NH3+H2+16MgADP+16Pi 这个反应包括两个组分：组分I：铁钼蛋白（FeMo-protein）是由两个5X104的α亚基和两个6X104的β亚基组成，由nifD和 nifK基因编码。含有2个［8Fe-7S］连接桥和2个铁－钼辅助因子（FeMoCo）。

组分II：铁蛋白（Fe-protein） 由两个完全相同的相对分子质量各为3x104的亚基所组成，由nifH基因编码组分II 只有一个［4Fe-4S］连接桥，位于两个亚基之间，一次只可送出一个电子，是生物固氮反应中的“瓶颈”。

二、与固氮相关的基因及其调控 1、NifA和σ54共同激活固氮基因的转录 2、固氮基因调控体系中的级联调控模式

1、NifA和σ54共同激活固氮基因的转录 • 固氮基因（nif）的转录由NifA和σ54因子共同激活 • NifA蛋白：C端HTH型DNA结合结构域 • 中间是AAA＋ATP酶活性结构域 • N端调控结构域

2、固氮基因调控体系中的级联调控模式 • nifL和nifA基因在同一个操纵子 • 在有氧环境下，NifL结合NifA，抑制nif基因转录 • 氨浓度：NtrC蛋白磷酸化，使DNA解链起始转录

三、根瘤的产生 根瘤菌在豆科植物根际的生长以及与寄主植物根毛幼嫩部位的接触是感染发生的第一步。通常情况下，根瘤菌特定小种的寄主范围都是很狭窄的，如： Rhizobium trifolii 主要感染三叶草； R. Phaseoli 主要感染菜豆； R. Leguminosarum 主要感染豌豆

七、转录水平调控 1、σ因子的调节作用不同的σ因子协同作用，如革兰阳性菌形成孢子需要4种不同的σ因子

2、组蛋白类似蛋白的调节作用 细菌中存在一些非特异性的DNA结合蛋白，用来维持DNA的高级结构，被称为组蛋白类似蛋白。如细菌的H-NS蛋白，有两个结构域，一个是DNA结合结构域，一个是蛋白－蛋白相互作用结构域

3、转录调控因子的作用 能够与基因的启动子区域相结合，对于基因的转录起激活或抑制作用的DNA结合蛋白被称为转录调控因子

4、抗终止因子的调节作用 抗终止因子是能够在特定位点阻止转录终止的一类蛋白质。主要见于噬菌体和少数细菌中。在大肠杆菌中抗终止因子为Nus蛋白。

一、mRNA自身结构对翻译起始的调控 1、起始密码子：AUG（常用），GUG（14％），UUG（3％），AUU 2、RBS（核糖体结合位点）：mRNA链上起始密码子AUG上游包括SD序列在内的一段非翻译区。 RBS的结合强度取决于SD序列的结构及其与起始密码子AUG之间的距离。 SD-4-10（9）-AUG 第八节转录后水平上的调控

3、mRNA 二级结构的影响 要求mRNA 5’端有一定的空间结构 4、核糖开关（riboswitch）一段具有复杂结构的RNA序列，能够感受细胞内如代谢物、离子浓度、温度等的变化而改变自身二级结构和调控功能，从而改变基因的表达。

二、mRNA 稳定性对转录水平的影响 大肠杆菌的CsrAB调节系统 CsrA为一个RNA结合蛋白 CsrB为一个非编码的RNA分子

三、调节蛋白的调控作用 mRNA结合蛋白可激活靶基因的翻译 mRNA特异性抑制蛋白通过与核糖体竞争结合mRNA分子来抑制翻译的起始

四、反义RNA的调节作用

五、稀有密码子对翻译的影响 dnaG(引物酶) RNA引物过多有害 dnaG、rpoD和rpsU属于大肠杆菌基因组上的同一个操纵子 50个拷贝的dnaG蛋白、2800个拷贝的rpoD和40000个拷贝的rpsU

几种蛋白质中异亮氨酸密码子使用频率比较 细胞内对应于稀有密码子的tRNA较少，高频率使用这些密码子的基因翻译过程容易受阻，影响了蛋白质合成的总量。

六、重叠基因对翻译的影响 噬菌体ΦX174： B基因包含在A基因内， E基因包含在D基因内

TrpB –谷氨酸- 异亮氨酸-终止 GAA -- AUC -- UGA-- UGG -- AA AUG -- GAA 甲硫氨酸 –谷氨酸–trpA trpE—苏氨酸—苯丙氨酸—终止 ACU -- UUC -- UGA -- UGG -- CU AUGAUG – GCU 甲硫氨酸 -- 丙氨酸-- trpD 翻译终止时核糖体立即处在起始环境中，这种重叠的密码子保证了同一核糖体对两个连续基因进行翻译偶联的机制。

七、翻译的阻遏 • QB复制酶作为翻译阻遏物进行调节 • 纯化的复制酶可以和外壳蛋白的翻译起始区结合， • 抑制蛋白质的合成

八、魔斑核苷酸对翻译的影响 • 魔斑：鸟苷四磷酸ppGpp和鸟苷五磷酸pppGpp • 细胞缺乏氨基酸时，核糖体上空载tRNA增多， • GTP被用做合成魔斑核苷酸前体。

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