细菌的正常生长需要多种营养物质，在细菌生长、伸长及分裂的全过程中，约有40-50%的细胞壁组分被回收以用于产生这些营养物质。在营养缺乏的情况下，细菌对细胞壁回收过程更为依赖。在大肠杆菌这一革兰氏阴性菌中，细胞壁的回收过程十分复杂，需要多种酶协同参与。在细胞壁组分N-乙酰胞壁酸（MurNAc）的代谢通路中，转录抑制蛋白MurR调控通道蛋白MurP及酯酶MurQ的表达，但这一通路的分子机制及影响因素仍不明确。
先前研究表明，在大肠杆菌的细胞壁回收过程中，通道蛋白MurP将细胞外的细胞壁碎片N-乙酰胞壁酸（MurNAc）转运至细胞内，生成N-乙酰胞壁酸-6-磷酸（MurNAc-6-P）。随后，酯酶MurQ对MurNAc-6-P进行切割，生成D-乳酸和N-乙酰葡糖胺-6-磷酸（GlcNAc-6-P），参与中心代谢及新的细胞壁合成。
作为RpiR/AlsR家族中的一种转录调控因子，MurR在代谢细胞壁回收产物中具有重要作用。在营养缺乏的条件下，MurR的缺失更利于细菌的生长。MurR蛋白具有两个结构域，一个结合DNA，一个结合信号分子。MurR特异性结合其启动子DNA序列后会形成MurR/DNA复合物。
研究人员发现，MurR与两种细胞壁代谢产物MurNAc-6-P、GlcNAc-6-P都存在较强的结合能力。但信号分子MurNAc-6-P对MurR/DNA复合物的解离作用更为明显。
进一步对比MurR裸蛋白及MurR/ MurNAc-6-P、MurR/ GlcNAc-6-P复合物的晶体结构可发现，两套复合物结构的整体构象几乎一致，而裸蛋白与复合物中MurR的结构则存在明显差异，这一结构变化可能有利于配体与蛋白更好地结合。研究进一步发现，MurR与信号分子间形成了三种作用力。相比之下，MurR与MurNAc-6-P的相互作用更为紧密。研究还验证了参与氢键相互作用的氨基酸在MurR调控基因表达过程中的关键作用。本工作为后续研究RpiR/AlsR家族蛋白提供了性质与结构等方面的重要信息。
图2：MurR/ MurNAc-6-P、MurR/ GlcNAc-6-P复合物结构中的具体相互作用