Katabolit aktivátor fehérje (CAP): An Activator Regulator
Mint ahogy a trp operon negatívan szabályozódik a triptofán molekulák által, úgy vannak olyan fehérjék, amelyek kötődnek az operátor szekvenciákhoz, amelyek pozitív regulátorként működnek, hogy bekapcsolják és aktiválják a géneket. Ha például kevés a glükóz, az E. coli baktériumok más cukorforrásokhoz fordulhatnak üzemanyagért. Ehhez az ilyen alternatív gének feldolgozásához új géneket kell átírni. Ez a fajta folyamat látható a lac operonban, amely laktóz jelenlétében és glükóz hiányában kapcsol be.
Amikor a glükózszint csökken, a ciklikus AMP (cAMP) elkezd felhalmozódni a sejtben. A cAMP molekula egy olyan jelzőmolekula, amely részt vesz az E. coli glükóz- és energiaanyagcseréjében. Amikor a glükózszint csökken a sejtben, a felhalmozódó cAMP a pozitív szabályozó katabolit aktivátor fehérjéhez (CAP) kötődik, amely fehérje az alternatív cukrok feldolgozását szabályozó operonok, például a lac operon promóteréhez kötődik. A CAP segíti a termelést glükóz hiányában. A CAP egy transzkripciós aktivátor, amely oldatban homodimerként létezik, és minden alegység tartalmaz egy ligandumkötő domént az N-terminuson, amely a fehérje dimerizációjáért is felelős, valamint egy DNS-kötő domént a C-terminuson. Két cAMP-molekula negatív kooperativitással kötődik a dimer CAP-hoz, és allosztérikus effektorokként működnek azáltal, hogy növelik a fehérje DNS-hez való affinitását. A CAP jellegzetes helix-turn-helix szerkezettel rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy a DNS egymást követő nagyobb barázdáihoz kötődjön. Ez megnyitja a DNS-molekulát, lehetővé téve az RNS-polimeráz számára a laktóz katabolizmusban részt vevő gének megkötését és átírását. Amikor a cAMP a CAP-hoz kötődik, a komplex az alternatív cukorforrások felhasználásához szükséges gének promóter régiójához kötődik. Ezekben az operonokban a CAP-kötőhely a promóterben lévő RNS-polimeráz-kötőhely előtt található. Ez növeli az RNS-polimeráz kötődését a promóter régióhoz és a gének transzkripcióját. Mivel a lac-operon átírásához cAMP-CAP szükséges, ez a követelmény azt tükrözi, hogy a glükóz a laktózhoz képest egyszerűbben metabolizálható.
