Proteina activatoare de catabolit (CAP): Un regulator activator
La fel cum operonul trp este reglat negativ de moleculele de triptofan, există proteine care se leagă de secvențele operatorului care acționează ca un regulator pozitiv pentru a activa genele și a le activa. De exemplu, atunci când glucoza este rară, bacteria E. coli se poate orienta către alte surse de zahăr pentru combustibil. Pentru a face acest lucru, trebuie transcrise noi gene pentru a procesa aceste gene alternative. Acest tip de proces poate fi observat în operonul lac care este activat în prezența lactozei și în absența glucozei.
Când nivelul glucozei scade, AMP ciclic (AMPc) începe să se acumuleze în celulă. Molecula AMPc este o moleculă de semnalizare care este implicată în metabolismul glucozei și al energiei în E. coli. Atunci când nivelurile de glucoză scad în celulă, AMPc acumulat se leagă de regulatorul pozitiv proteina activatoare de catabolit (CAP), o proteină care se leagă de promotorii operonilor care controlează procesarea zaharurilor alternative, cum ar fi operonul lac. CAP ajută la producție în absența glucozei. CAP este un activator transcripțional care există ca un homodimer în soluție, fiecare subunitate cuprinzând un domeniu de legare a ligandului la extremitatea N-terminală, care este, de asemenea, responsabil pentru dimerizarea proteinei și un domeniu de legare a ADN-ului la extremitatea C-terminală. Două molecule de AMPc se leagă de CAP dimeric cu o cooperativitate negativă și funcționează ca efectori alosterici prin creșterea afinității proteinei pentru ADN. CAP are o structură caracteristică de tip helix-turn-helix care îi permite să se lege de canelurile majore succesive de pe ADN. Acest lucru deschide molecula de ADN, permițând ARN polimerazei să se lege și să transcrie genele implicate în catabolismul lactozei. Atunci când AMPc se leagă de CAP, complexul se leagă de regiunea promotoare a genelor care sunt necesare pentru a utiliza sursele alternative de zahăr. În acești operoni, un situs de legare a CAP este situat în amonte de situsul de legare a ARN-polimerazei din promotor. Acest lucru crește capacitatea de legare a ARN-polimerazei la regiunea promotoare și la transcrierea genelor. Deoarece cAMP-CAP este necesar pentru transcrierea operonului lac, această cerință reflectă simplitatea mai mare cu care poate fi metabolizată glucoza în comparație cu lactoza.
