Nedávné studie zkoumaly způsob účinku proteobiotik a jejich potenciální přínos pro udržení poměru prospěšných bakterií, snížení bakteriální nerovnováhy a zlepšení střevní funkce, nicméně žádné z tvrzení založených na výzkumu nebylo vyhodnoceno Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv v USA.

Na rozdíl od jiných molekul produkovaných probiotickými bakteriemi, jako jsou organické kyseliny a bakteriociny, jsou proteobiotika přirozenými metabolity, které narušují quorum sensing, komunikaci mezi buňkami, k níž dochází mezi bakteriálními buňkami, a to především zásahem do systému LuxS quorum sensing. Tyto systémy quorum sensing umožňují bakteriím reagovat na změny v jejich prostředí a hrají roli ve schopnosti patogenů vyhnout se obranným mechanismům hostitele. Zásahem do systému quorum sensing inhibují proteobiotika kaskádu událostí, které vedou k adhezi a invazi do hostitelských buněk. Toho je dosaženo snížením exprese specifických genů virulence (obvykle se nacházejí na ostrůvcích patogenity), které usnadňují proces infekce. Konkrétně proteobiotika inhibují geny virulence, které se podílejí na produkci toxinů, tvorbě biofilmu, adhezi buněk a invazi. U enterohemoragických E. coli a Salmonella spp. se zdá, že hlavním cílem jsou geny spojené se systémy sekrece typu 3.

Míra, do jaké mohou proteobiotika snížit expresi genů virulence, závisí na patogenu a zdroji proteobiotik. Proteobiotika pocházející z Lactobacillus acidophilus snižují regulaci genů virulence u enterohemoragické Escherichia coli, Clostridium difficile, Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes a Campylobacter jejuni. Zatímco u Bifidobacterium spp. byl prokázán vliv na expresi genů virulence u Campylobacter jejuni, enterohemoragické Escherichia coli, Clostridium difficile, Clostridium perfringens a Salmonella Typhimurium.