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桿菌發光基因

發光基因（lux gene）系統中包括結構基因luxC，D，A，B，E 和調節基因luxI和luxR 等。從不同發光細菌中分離得到的發光基因其種類和數量有所差異，例如luxF僅發現于明亮發光桿菌，但以上五個結構基因luxC，D，A，B，E 是普遍存在于已知的所有發光細菌中的。編碼菌熒光素酶的基因是luxA 和luxB，在lux操縱子中，luxA 和luxB 是緊密相連的。以哈維氏弧菌（Vibrio harveyi）為例，其luxA 基因中含有1065bp，編碼的α亞基是355個氨基酸的多肽，分子量為40kD；luxB基因中含有972bp，編碼的β亞基是有324個氨基酸的多肽，分子量為36kD。由α、β兩亞基組成的熒光酶的分子量為76 kD。編碼脂肪酸還原酶(多肽轉移酶和還原酶）的luxC和luxD位于luxA、luxB基因的上游一側，編碼合成酶的luxE基因位于luxA，luxB基因的下游一側。luxC 含有1431bp，編碼的蛋白質含有477個氨基酸，分子量為55 kD；luxD 編碼的蛋白質分子量為33 kD；luxE編碼的蛋白質分子量為42 kD。在明亮發光桿菌中還發現有luxF基因，它通常位于luxB和luxE之間，其編碼的蛋白質分子量為26 kD 左右，但lux F基因在弧菌屬和異短桿菌屬中的發光基因系統中尚未被發現。在以上所有菌株的操縱子中，這些基因的順序都相同，均為lux CDAB(F)E。
在lux 系統中，結構基因上游有2個調節基因，它們是lux I和luxR。它們分別屬于兩個不同的操縱子之中，lux I在右面的操縱子中，右面的操縱子中還含有lux CDAB(F)E基因，lux I位于lux C 的上游。lux 系統的整個結構如下：luxR，lux DAB(F)E。lux I編碼的是發光細菌自誘導物（autoinducer）因子合成酶，luxR 編碼的是發光系統的調節蛋白。研究表明，luxI和luxR基因的表達產物都是lux 系統完整表達并產生發光的調節物質，任何一個基因的有效突變都會改變lux系統的表達水平，甚至使發光細菌變為暗變種。