图1。2 不同AHLs酰基链内的差异

1。1。3 luxR作用机理

LuxR蛋白亚家族成员可以检测并响应AHL信号分子。一些蛋白质利用N末端结构域（NTD）阻止C末端结构域（CTD）和靶DNA之间的相互作用直到配体结合的机制。

图1。3 LuxR同源物在AHL结合结构域的几个保守残基

这些多肽中所有这些多肽之间的共有同源性的位置位于CTD内，更具体地位于四螺旋结构域结构内的螺旋-转角-螺旋基序中[5]。许多LuxR同源物的遗传和生物化学研究表明它们具有双结构域结构，NTD用于识别AHL信号，并且CTD识别其在DNA中的同源结合位点。氨基酸比对在LuxR同源物的成对比较之间具有总体低百分比（〜25％）的氨基酸同一性。然而，在多蛋白比对中，AHL结合结构域和DNA结合结构域中都出现了几个保守的残基（图1。3）。

基于LuxR同源物与AHL的相互作用及其多聚体特性，LuxR蛋白家族至少存在五个不同的类别，分别为TraR，LuxR，MrtR，EsaR和SdiAare。类型1-3包括在与AHL共同或翻译后（例如TraR，LuxR和MrtR）相互作用后起作用的激活剂。这些是分别来自根癌土壤杆菌、弗氏梭菌和中华根瘤菌的LuxR同源物。类型1调节剂如TraR在翻译的时候会结合AHL，并把AHL埋藏在蛋白质结构中。在没有AHL的情况下，TraR被Clp和Lon蛋白酶快速降解。类型2调节剂如LuxR表现出AHL的增强的稳定性，但是配体结合容易可逆。类型3调节因子如MrtR不需要AHL蛋白折叠，但是配体是二聚化和活化所必需的。通过AHL的存在，类型1-3蛋白质的活性增强，尽管可以发生变构调节的速度根据蛋白质的稳定性和粘结剂的可及性而变化配体。相比之下，类型4同系物仅能够起到二聚体DNA结合蛋白的作用，并且在没有AHL的情况下调节转录蛋白。除了EsaR之外，类型4只有较少的成员，最显着的是ExpR，YenR和EanR。该组中的蛋白质首先被鉴定为阻遏物并且与其余的LuxR同源物相比包含两个独特的区域：（1）AHL结合NTD和DNA结合CTD之间的延伸的接头区域和（2）在多肽的C末端。最后，来自大肠杆菌的SdiA代表类型5。类型5蛋白质在响应AHL时不发生二聚化，而它们识别从邻近的细胞产生的AHL，自身不可产生AHL。因此，他们被认为是一种“孤儿”LuxR同系物，没有合作伙伴LuxI同系物。其他孤儿LuxR监管者认识到自我产生的AHL并通过异源二聚体与其他LuxR同系物的信息影响群体感应[6-9]。论文网

两种LuxR同源物，分别是来自根癌土壤杆菌的TraR和来自绿脓假单胞菌的LasR N-末端结构域的晶体结构已经确认。当与其识别位点结合时，TraR的晶体结构被第一个获得。氨基末端结构域是一个α-β-α三明治结构，其通过四个氢键和多个疏水接触来结合AHL（图1。4），羧基末端包含与DNA结合的螺旋-转角-螺旋基序。

总之，TraR在每个单体内具有2倍对称轴的二聚体构象，但两个单体彼此成约90度角，产生整体不对称性二聚体。二聚体关键的残基已被鉴定，并且似乎对于DNA结合和对蛋白水解降解的抗性都是必需的[10]。LasR的晶体结构显示与TraR相似的α-β-α结构，但它是对称的二聚体[11]。这种对称性可以使LasR识别出宽泛范围的DNA结合位点，具有或不具有二重对称性。LasR中较大的结合口适应于由绿脓杆菌制成的长链（3-oxo-C12-HSL）。虽然SdiA、TraR和LasR的单体结构相似，但它们的四元结构是单体，不对称二聚体或对称二聚体。

图1。4 TraR与AHLs的结合区域

1。1。4 luxR-AHL机理

早期对于LuxR中AHL结合域的确定集中在遗传研究中，其研究了luxR中随机突变的影响，以确定哪些残基对其功能是至关重要的。因此，预测位于LuxR中N末端结构域的79和127之间的残基在AHL识别中发挥作用。LuxR的缺失分析确定蛋白质的C-末端结构域可以以AHL独立的方式起作用，进一步暗示了AHL识别中蛋白质的N-末端。LuxR同源物的对比揭示了AHL结合区域中的几个保守的残基（图1。3）。这种保守程度被认为部分反映了AHL配体中高丝氨酸内酯部分的并发不变性质。事实上，早期使用合成抗体的研究证明了高丝氨酸内酯环的信号识别的基本性质[12]。然而，直到SdiA、TraR和LasR的详细结构分析完成后，才出现了这些LuxR同源物和天然AHL之间发生的相互作用的更完整的图像。