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Figure 1 The central reactions of cellular nitrogen metabolism and the related enzymes.
GlnR是氮代谢的全局转录调控蛋白，广泛存在于革兰氏阳性菌中。目前发现的glnR既有MerR家族（Lactobacillus Plantarum中的为此家族[33]），也有OmpR家族。GlnR可抑制或激活氮代谢相关基因的表达，以响应可利用氮源的变化[34]。有团队研究分析了Bacillaceae, Listeriaceae, Staphylococcaceae, Lactobacillaceae, Leuconostocaceae and Streptococcaceae几大类革兰氏阳性菌的所有种的全基因组，发现了氮代谢的多样性，以及它们都由glnR来重构调控[37]。GlnR对很多参与氮代谢的基因具有调控作用，氮代谢途径的相关基因中，glnA、gdhA、glnPQ、amtB、nirBD、ureA、glnK、glnD等均受glnR的调控[35-36]。
对肺结核杆菌的研究中，有发现nir基因与调控者glnR的关系，glnR在nir基因的表达中作为调控者。在nirB的启动子中的一个glnR的特殊结合位点被识别，通过对纯化的重组glnR电泳迁移率变动分析确认。半定量逆转录PCR，和微阵列分析的结果一样，显示证明在限制氮源的条件下nirBD表达上调响应与glnR。从而得出nirBD调节亚硝酸盐的同化降解作用，并且glnR作为转录作用的催化者[38]。
1.4 原核生物启动子的识别方法
细菌的基因表达调控主要发生在转录水平上，而启动子在转录水平调控中居于关键的地位[39]。细菌启动子是指可与RNA 聚合酶结合以起始基因转录的DNA 序列区域。细菌启动子的结构一般包括−35 区、−10 区、−35 区和−10 区之间的区域以及转录起始位点 (Transcription start site，TSS)，其中，−35 区位于起始转录区上游35 bp 附近，一般为6个碱基，其序列一般为TTGACA，详细形式为：T82T84G78A65C54A45 (下标表示最大频率出现碱基对应的百分数)[40]，可以与RNA 聚合酶结合从而起始转录[41-42]。−10 区位于起始转录区上游10 bp 附近，一般为6 个碱基，序列一般为TATAAT，详细形式为：T80A95T45A60A50T96 (下标表示最大频率出现碱基对应的百分数)[40]，其序列也与RNA i细菌启动子还有特殊结构，如UP元件、转录起始位点下游A/T 富集区和延伸−10 区。前者是指一段富含A/T 碱基的序列，位于−35 区上游，一般为转录起始位点上游40~60 bp 范围的富含A/T 的区域，与RNA 聚合酶的α 亚基的C 端终止域结合[43-44]，其序列分为2 个部分：转录起始位点上游41~44 bp 位置的AAAA 和转录起始位点上游47~57 bp 位置的AAA(A/T)(A/T)T(A/T)TTTT。转录起始位点的下游存在周期分布的A/T 富集区域，主要集中在6±3、23±3、40±2、56±2 等位置[45]。延伸−10 区是指位于−10 区上游的几个碱基，一般位于转录起始位点上游13~17 bp 处， 序列一般为TGTGN[46]，可以与RNA 聚合酶结合，有利于RNA聚合酶起始转录。可以看出，细菌启动子的保守序列在核心区域中按一定规律分布，彼此存在一定间隔。这使得各个区域均保持在双螺旋的同一侧，从而有利于与RNA 聚合酶相结合。但RNA 聚合酶并不能直接与启动子DNA 序列相结合起始转录[47]，而是需要σ 因子的辅助，形成RNA 聚合酶全酶，才能与启动子DNA 序列相结合