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ABC转运蛋白
ABC转运蛋白是分布极广的一类膜蛋白家族。典型的ABC转运蛋白是一种单向底物转运体,可结合ATP并使之水解产生能量以实现对各类底物分子的跨膜转运,包括某些离子、糖类、氨基酸及原核细胞分泌蛋白等。
根据底物分子的运输方向,ABC转运蛋白可分为外向转运蛋白和内向转运蛋白,外向转运蛋白存在于所有生物体内,而内向转运蛋白仅存在于细菌和植物中。

如图所示,ABC转运蛋白通常由TMD和NBD组成。TMD的作用是构成介导底物穿过细胞膜的机械性通道,NBD与ATP水解相关。在不同的转运阶段,两个NBD的结合状态与开口方向是动态变化的,NBD接收信息后,结合ATP并水解产生能量,进而控制TMD空间结构的变化,以完成对底物分子的转运。其中外向转运蛋白的TMD可以直接与在胞内的底物分子结合,启动整个转运过程。而内向转运蛋白则是外周蛋白SBP捕获识别底物,形成底物-外周蛋白复合体后呈递给TMD,进而使处于外周蛋白中的底物分子脱落,并通过TMD结构进入胞内。基于对ABC转运蛋白的晶体结构的解析可知,SBP与TMD、TMD与TMD之间是通过改变构象来完成对底物的摄取、传输和释放的。
ABC转运蛋白在细胞中普遍存在,研究其结构与作用机制对人们进一步认识生命、治疗相关疾病具有重要意义。