清华大学生命科学院生物膜与膜生物工程国家重点实验室及蛋白质科学教育部重点实验室的科研团队，在氨基酸反向转运体底物识别与转运机制方面取得了重要突破。相关研究成果以题为《氨基酸反向转运体的底物识别与转运机制》（Mechanism of substrate recognition and transport by an amino acid antiporter）的论文，发表在国际顶级期刊《Nature》在线版。

该研究由清华大学生命科学院院长施一公教授领导，团队主要利用结构生物学和生物化学方法，聚焦肿瘤发生、细胞凋亡相关蛋白及重大疾病相关膜蛋白的结构与功能研究。

在极端酸性环境下，肠道菌如大肠杆菌（Escherichia coli）通过精氨酸/胍丁胺反向转运蛋白AdiC，将细胞内质子排出，维持细胞内酸碱稳态。施一公教授团队此前首次解析了大肠杆菌O157:H7株AdiC转运蛋白的晶体结构，发现其属于氨基酸/聚胺/有机阳离子（APC）超家族。该蛋白由12个跨膜螺旋组成二聚体，整体折叠结构与多种Na⁺依赖性转运蛋白相似，晶体外表面存在保守的开放酸性口袋。

进一步的结构和生化分析揭示了AdiC与其配体结合的关键氨基酸残基，明确了质子转运的路径，提示反向转运蛋白可能具有保守的转运机制。

尽管此前已解析了AdiC的整体结构，但其如何识别底物——精氨酸或胍丁胺的分子机制尚未明晰。本研究通过3.0 Å分辨率的晶体结构解析，首次详细展示了带正电荷的精氨酸如何结合于AdiC的酸性结合位点，诱导跨膜螺旋TM6、TM2和TM10发生显著构象变化，从而实现底物的识别与转运。

这些发现不仅深化了对氨基酸反向转运体的理解，也为研究细菌适应极端环境的分子机制提供了新的视角，对相关膜蛋白的功能调控及药物设计具有潜在指导意义。

（生物通 小茜）