hce_kmu
108年
普通生物及生化概論
第 30 題
The binding of _______ with lac repressor can activate the transcription of lac operon.
- A arabinose
- B isopropyl $\beta$-thiogalactoside
- C tryptophan
- D $\beta$-galactosidase
- E mannose
思路引導 VIP
如果有一個蛋白質像一道鎖一樣物理性地擋住了基因轉錄的起點，我們需要什麼樣性質的分子來扮演「鑰匙」，好讓這道鎖從 DNA 上脫落？從化學結構的角度來看，這個分子應該會與該基因組準備要處理、代謝的目標物質，有什麼樣的相似性呢？
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看到你精準選出 (B) 選項，代表你對原核生物基因表達的調控機制有相當紮實的掌握！在 乳糖操縱子 (lac operon) 的運作中，轉錄能否啟動的關鍵在於「抑制蛋白 (repressor)」是否會從操作子 (operator) 序列上解離。而 (B) 選項所提到的異丙基-$\beta$-D-硫代半乳糖苷 (isopropyl $\beta$-thiogalactoside, IPTG) 正是實驗室中最常用的誘導物。
乳糖操縱子的誘導機制
在生理狀態下，乳糖進入細胞後會被轉化為異乳糖 (allolactose)，它會與抑制蛋白結合並改變其構型，使抑制蛋白無法再抓牢 DNA，從而開啟轉錄。而 IPTG 在結構上模仿了異乳糖，能與抑制蛋白結合發揮同樣的作用。之所以在研究中常用 IPTG，是因為它不會被 $\beta$-galactosidase 水解，因此能維持穩定的誘導濃度，這正是它在生物技術中被廣泛應用的原因。
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