原核生物和真核生物的细胞膜表面都分布有跨膜受体以感应环境中的信号。作为典型的跨膜受体，甲基趋化受体蛋白(MCPs)广泛存在于微生物中，负责感应化学梯度、机械力改变和温度变化等环境信号。在微生物中，MCPs通过与趋化效应物（配体）结合来激活下游信号通路。前人在研究MCPs的工作机制中提出了“滑动”和“旋转”等模型来阐述其结构上的变化，然而对于MCPs与配体结合时怎样产生信号以及信号怎样从周质空间传递至细胞内，目前仍存有争议。最近，有研究报导了来自Comamonas testosteroni菌株的趋化受体MCP2201，其介导一系列有机物包括有机二元羧酸（柠檬酸、琥珀酸、α-酮戊二酸等）和芳香族化合物（3-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、原儿茶酸、龙胆酸等）的趋化。然而同为有机二元羧酸的苹果酸和丙二酸却又是其抑制剂，这激起了我们探究其趋化激活与抑制机制的兴趣。我们用X-射线晶体学方法解析了MCP2201的配体结合结构域(2201LBD)的结构，包括其无配体状态、与柠檬酸（激活剂）复合的状态以及与苹果酸或丙二酸（抑制剂）复合的状态。并且，我们通过突变体实验验证了这些结构属于生理状态。结构显示2201LBD与前人提出的双状态跨膜信号传递机制不同，具有三种三重对称的状态。　　2201LBD的α4与跨膜螺旋和HAMP结构域的AS1螺旋属于同一个长螺旋，称为信号螺旋，而我们注意到三种状态2201LBD的α4螺旋的倾斜角（纬度角）和扭转角（经度角）有明显区别。我们据此提出了经纬度模型，即配体结合结构域经度角与纬度角的变化直接通过信号螺旋传递给胞内的HAMP等结构域，从而实现信号的跨膜传导。经纬度模型是第一个基于趋化受体功能单位trimer-of-dimer的信号产生和跨膜传递模型，此模型从结构上直接显示了信号传递过程中的相对滑动与旋转，同时也为配体结合的协同性及半占有率现象提供了证据。