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Lexikon der Biochemie: Enzyminduktion

Enzyminduktion, Auslösung der Synthese von Enzymen durch einen Induktor. In Bakterien wird die Synthese zahlreicher kataboler Enzyme durch das jeweilige Substrat induziert. Das am besten untersuchte Beispiel ist die Induktion der Enzyme des lac-Operons in Escherichia coli durch das Substrat Lactose (Abb.); (der eigentliche Induktor ist die Allolactose, die in kleinen Mengen durch Umlagerung der Lactose gebildet wird). Das Regulatorgen R codiert für einen spezifischen Repressor, der sich bei Fehlen eines Induktors an den dazugehörigen Operator O anlagert und die Transcription der Strukturgene z, y und a blockiert (negative Kontrolle); es findet keine mRNA- und damit keine Enzymsynthese statt. Werden die Bakterien jedoch in ein lactosehaltiges Medium gebracht, dann blockiert der Induktor die Bindung des Repressors an den Operator. Auf diese Weise wird die Transcription aller Strukturgene und damit die Synthese der lactoseabbauenden Enzyme ermöglicht. In Zellen, die auf Lactose wachsen, ist deshalb die Zahl der β-Galactosidasemoleküle etwa 1.000mal höher als in nichtinduzierten Zellen. Die Gegenwart von Glucose verhindert die Induktion der β-Galactosidase durch Lactose. Dies ist auf die Katabolitrepression zurückzuführen.
Auch in höheren Organismen kann die E. durch Effektoren wie Hormone (z. B. Dopa-Decarboxylase durch Ecdyson in Insekten), oder durch das Substrat (z. B. die Nitrat-Reduktase durch Nitrat in höheren Pflanzen) induziert werden. Der Mechanismus dieser E. ist bisher noch nicht in allen Einzelheiten geklärt. Genaktivierung.



Enzyminduktion. Induktion des lac-Operons. Der Kreis stellt das Chromosom von Escherichia coli dar, auf dem die Lactoseregion und einige andere genetische Bereiche eingetragen sind.

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