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KatabolitrepressionZoomA-Z

Fachgebiet - Genetik, Mikrobiologie

Katabolitrepression bezeichnet eine Form der Genregulation, bei der die Expression eines oder mehrerer Gene gehemmt wird, wenn ein bestimmter Metabolit in der Zelle im Überfluss vorhanden ist. Ein typisches Beispiel ist die Regulation der Lactose-Verwertung (lac-Operon) im Darmbakterien E. coli. Dieses Bakterium bevorzugt Glucose als Kohlenstoff-Quelle, kann aber auch mit Lactose wachsen. Die dafür erforderlichen Enzyme werden nur gebildet, wenn auch Lactose verfügbar ist. Ist aber gleichzeitig Glucose und Lactose vorhanden, wird die Expression der Lactose-Gene trotz der Anwesenheit des Substrats Lactose durch Katabolitrepression abgeschaltet.

Diese Repression wird über die cAMP-Konzentration und das Regulatorprotein CRP (cAMP-Repressor-Protein, auch CAP oder catabolite gene activator protein genannt) vermittelt. CRP wird durch die Bindung von cAMP aktiviert und kann dann als Transkriptionsaktivator an den Promotor-Bereich des lac-Operons binden. Bei einer hohen intrazellulären Glucose-Konzentration ist der cAMP-Spiegel in der Zelle niedrig und CRP folglich inaktiv. Sinkt die Konzentration der Glucose, steigt im Gegenzug die cAMP-Konzentration, so dass nun der aktive Komplex gebildet wird.

Glucose-Konzentration und intrazellulärer cAMP-Spiegel sind über den Glucose-Transport miteinander gekoppelt. Wenn das so genannte Phosphotransferase-System (PTS) Glucose transportiert, wird die zelluläre Adenylat-Cyclase gehemmt, so dass der cAMP-Spiegel in der Zelle sinkt.

Siehe auch: Operon

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Regulation der EnzymkonzentrationLevel 370 min.

BiochemieStoffwechselBiokatalyse

Es werden verschiedene Wege der Regulation der Enzymkonzentration aufgeführt: genetische Regulation am Beispiel des lac-Operons, Katabolit-Repression und proteolytische Spaltung.