Catabolite Activator Protein (CAP): En aktivatorregulator
Som trp-operonet er negativt reguleret af tryptofanmolekyler, er der proteiner, der binder sig til operatørsekvenserne, der fungerer som en positiv regulator for at tænde generne og aktivere dem. Når der f.eks. er mangel på glukose, kan E. coli-bakterier anvende andre sukkerkilder til at skaffe brændstof. For at gøre dette skal der transskriberes nye gener til at behandle disse alternative gener. Denne type proces kan ses i lac-operonet, som aktiveres ved tilstedeværelse af laktose og fravær af glukose.
Når glukoseniveauet falder, begynder cyklisk AMP (cAMP) at akkumulere sig i cellen. cAMP-molekylet er et signalmolekyle, der er involveret i glukose- og energimetabolismen i E. coli. Når glukoseniveauet falder i cellen, binder det akkumulerede cAMP sig til den positive regulator catabolite activator protein (CAP), et protein, der binder sig til promotorer af operoner, der styrer forarbejdningen af alternative sukkerstoffer, såsom lac-operonet. CAP hjælper med produktionen i fravær af glukose. CAP er en transkriptionel aktivator, der eksisterer som en homodimer i opløsning, hvor hver underenhed omfatter et ligandbindingsdomæne ved N-terminus, som også er ansvarlig for dimeriseringen af proteinet, og et DNA-bindingsdomæne ved C-terminus. To cAMP-molekyler binder dimerisk CAP med negativ samarbejdsvilje og fungerer som allosteriske effektorer ved at øge proteinets affinitet for DNA. CAP har en karakteristisk helix-turn-helix-struktur, der gør det muligt for det at binde til på hinanden følgende store riller på DNA. Dette åbner DNA-molekylet, så RNA-polymerase kan binde sig og transskribere de gener, der er involveret i laktosekatabolismen. Når cAMP binder sig til CAP, binder komplekset sig til promotorområdet for de gener, der er nødvendige for at anvende de alternative sukkerkilder. I disse operoner er et CAP-bindingssted placeret opstrøms for det RNA-polymerase-bindingssted i promotoren. Dette øger RNA-polymerasens evne til at binde sig til promotorområdet og øger transkriptionen af generne. Da cAMP-CAP er påkrævet for transkription af lac-operonet, afspejler dette krav den større enkelhed, hvormed glukose kan metaboliseres i sammenligning med laktose.
