1.乳糖操纵子的负调节机制

大肠杆菌操纵子有3个结构基因，可编码3种酶，分别为β-半乳糖核苷酶（laz)，功能是将乳糖水解为葡萄糖和半乳糖；编码β乳糖苷透性酶基因（lcyY)，能促进β半乳糖苷进入细胞；β-半乳糖苷转乙酰酶基因（lacA)，催化将乙酰基团从乙酰辅酶A转移到β-半乳糖苷分子上。

可诱导的操纵子一些编码糖和氨基酸分解代谢的酶和蛋白质基因，这些物质平时含量很少，因为细菌总是利用最容易利用的能源物质，如葡萄糖的分解来提供能量，所以操纵子常常是关闭着的。但当生存条件改变时，葡萄糖缺乏而必须利用乳糖时，这些基因则被诱导开放。可阻遏基因情况正好相反，它们是一些合成各种细胞代谢过程中所必须的重要物质的基因，由于这些物质在生命活动中重要地位，其基因在常态下是开着的。这些物质在细菌生活环境中含量较高时，就自然被关闭，其合成被停止了。

2.降解物对基因活性的调节

cCAM-CAP是一个重要的正调节物质，可与操纵子上的启动子区域结合，启动子基因转录。所以葡萄糖存在时，不易形成复合物cAMP-CAP，受其基因不表达。如果培养基因中的乳糖的含量下降，腺苷酶环化酶活力就相应提高。cAMP合成增加，cAMP与CAP形成复合物并与启动子相结合，促进乳糖操纵子的表达。降解物抑制作用是通过促进基因转录正调节基因表达，这是一种积极的调节方式，这种现象成为葡萄糖效应或称为降解物抑制作用。

3.阻遏蛋白作用机制

阻遏蛋白识别操纵基因DNA特异序列是通过调节蛋白的识别位点，它们的共同特点是具有对称性。

阻遏蛋白的结构具有对称性，它是同样亚基组成的四聚体，每个亚基都有DNA结合位点，许多原核生物基因的调节蛋白中的阻遏蛋白都具有类似超二级结构螺旋-转角-落选DNA结合基序。由于一个α螺旋插入DNA双螺旋的大沟中，因此能特异性地识别并以氢键形式结合于DNA碱基序列上。

通常阻遏蛋白分子都有几个结构域。乳糖操纵子阻遏蛋白亚基的Ｃ端有一个α螺旋区域，其中喊2个Lue 七聚体亮氨酸拉链。

阻遏蛋白两端的头段相对独立核心段，两个二聚体形成完整阻遏蛋白四聚体后，使两个头段能同时与操纵子基因结合，增加了与操纵基因的亲和力。阻遏蛋白与诱导物的结合可直接引起阻遏蛋白结构发生变形。

（2）诱导物对阻遏蛋白结合操纵子基因的影响

诱导物对阻遏蛋白结合操纵基因影响表现是阻遏蛋白与DNA结合与释放是一个动态平衡过程，诱导物与游离的阻遏蛋白结合后，使阻遏蛋白不能与DNA结合，这样便打破了这种平衡。

（3）阻遏蛋白对RNA聚合酶功能的影响

阻遏蛋白和RNA聚合酶可同时与DNA结合，且阻遏蛋白与DNA的结合能增强RNA聚合酶结合DNA的功能。但已结合的RNA聚合酶并不能起始转录。RNA聚合酶单独结合lac启动子平衡常数是1.9×107 L/(mol·s)。当阻遏蛋白存在时，该常数增加2个级数达1.9×109L/(mol·s)。说明RNA聚合酶结合启动子的机会增加100倍。由此可见，RNA聚合酶和阻遏蛋白同时与DNA结合，其RNA聚合酶-阻遏蛋白-DNA复合物被关闭阶段不发生转录作用，当加入诱导物后，释放出阻遏蛋白，关闭的复合物转变成开放的复合物，起始转录。

结合特异性的规律说明了乳糖操纵子阻遏蛋白与操纵子基因相互作用特点：①当诱导物欲阻遏蛋白结合时，阻遏蛋白与操纵基因的亲和力下降约103倍，而与一般DNA序列的亲和力保持不变。②操纵基因组与阻遏蛋白亲和力降低20-30倍时的突变可形成组成型突变染色体内随机突变位点能掩盖突变的操纵基因，使操纵基因与阻遏蛋白结合的特异性降低10%左右，致使阻遏蛋白对操纵基因的占有率下降50%。