李純 孫春玉，2 陳靜，2 林彥萍 王義，2 張美萍，2

（1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，長春 130118；2. 吉林省人參基因資源開發(fā)與利用工程研究中心，長春 130118）

在眾多膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族中，主要協(xié)同轉(zhuǎn)蛋白超家族（Major facilitaor superfamily，MFS）是一個(gè)非常古老且多樣化的超家族，也是目前已知最大的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族之一。所謂膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（膜運(yùn)輸?shù)鞍祝┚褪浅袚?dān)著物質(zhì)能量在膜上交換的重責(zé)。根據(jù)膜轉(zhuǎn)運(yùn)的轉(zhuǎn)運(yùn)方式，膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可分為主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。兩者之間的差別在于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是順物質(zhì)濃度梯度或電化學(xué)梯度穿透膜的運(yùn)輸，不需要能量供應(yīng)；而主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中需要能量供應(yīng)。根據(jù)所需能量的來源不同，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可分為原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，前者在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中由ATP直接水解供能，后者由主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)中物質(zhì)在膜內(nèi)外濃度差造成的高勢能提供能量（如MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族）。根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的方向不同，主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白又可分為同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。在以往的基因組測序數(shù)據(jù)和大量的生物化學(xué)、分子遺傳學(xué)調(diào)查分析中，發(fā)現(xiàn)MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族幾乎存在于所有生物中，占微生物基因組內(nèi)編碼的溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的近半數(shù)，在高等生物體內(nèi)也相當(dāng)普遍。因此，人們致力于MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)解析，探究其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)多種生理功能，以期為人類的生產(chǎn)生活作出重要的貢獻(xiàn)。

1 MFS超家族的發(fā)展

1993年，Marger等［1］利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析方法，考察糖有機(jī)酸和藥物分子（如大腸桿菌和肺炎鏈球菌中的四環(huán)素等）同向反向的氨基酸序列發(fā)現(xiàn)，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、藥物抗性蛋白、磷酸酯/磷酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、三羧酸循環(huán)中間體協(xié)助轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和寡糖-H+共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白這5種不同的家族源自共同的祖先，利用這些數(shù)據(jù)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，確定了集群和集群成員之間的同源性，結(jié)果顯示有超過50種蛋白家族被定義其中，這些蛋白被命名為主要協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族。

自1993年被發(fā)現(xiàn)以來，人們利用信息技術(shù)等統(tǒng)計(jì)分析手段逐漸發(fā)現(xiàn)了更多的MFS家族成員［2-3］，先后由12個(gè)家族擴(kuò)展到34個(gè)家族、74個(gè)家族再到82個(gè)家族。隨著研究的深入，根據(jù)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分類數(shù)據(jù)庫（Transporter classification database，TCDB）［4-5］顯示，截至2017年MFS超家族已經(jīng)有95個(gè)家族（表1），包括超過一百萬個(gè)序列成員，其長度大都分布在400-600個(gè)氨基酸殘基之間。

MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白利用目標(biāo)底物的電化學(xué)梯度來驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸，有如下轉(zhuǎn)運(yùn)方式：

同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：底物分子（轉(zhuǎn)出）+H+/Na+（轉(zhuǎn)出）底物分子（轉(zhuǎn)入）+ H+/Na+（轉(zhuǎn)入）；

反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：底物分子A（H+/溶質(zhì)，轉(zhuǎn)出）+底物分子B（轉(zhuǎn)入）底物分子A（H+/溶質(zhì)，轉(zhuǎn)入）+底物分子B（轉(zhuǎn)出）。

起初，人們認(rèn)為MFS超家族只是在糖的轉(zhuǎn)運(yùn)上發(fā)揮功能［6］，而后研究發(fā)現(xiàn)，超家族中每一個(gè)家族成員都運(yùn)輸著一組不同的相關(guān)化合物，其轉(zhuǎn)運(yùn)底物除了單糖、多元醇，還能特異性轉(zhuǎn)運(yùn)藥物分子、神經(jīng)遞質(zhì)、三羧酸循環(huán)代謝物、磷酸化糖酵解中間產(chǎn)物、氨基酸、肽、鐵載體（外排）、鐵-鐵載體（吸收）、核苷、有機(jī)陰離子和無機(jī)陰離子等，這些發(fā)現(xiàn)說明MFS超家族功能的多樣化。

2 MFS超家族的結(jié)構(gòu)解析

目前，膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白序列的系統(tǒng)發(fā)育分析在進(jìn)化途徑、運(yùn)輸系統(tǒng)、蛋白結(jié)構(gòu)域等方面陸續(xù)產(chǎn)生報(bào)道。這些報(bào)道表明，即使具有相似拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，在進(jìn)化的時(shí)間和途徑上也是相互獨(dú)立的。研究表明，擁有不同功能的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可能有著不同的折疊方式。在眾多轉(zhuǎn)運(yùn)家族中，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族擁有其獨(dú)特的折疊方式，被研究人員命名為“MFS折疊（MFS fold）”［7］。組成蛋白質(zhì)的多肽鏈?zhǔn)怯蒒端到C端，科研人員經(jīng)過近幾年解析出的蛋白構(gòu)象總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族中，有的N端和C端結(jié)構(gòu)域呈閉合構(gòu)象，有的則同在胞外或胞內(nèi)一側(cè)，由于N端和C端相隔較近而展現(xiàn)出蛋白朝胞內(nèi)或胞外張開的構(gòu)象［8-9］（圖1）。經(jīng)過科研人員在MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白序列的系統(tǒng)發(fā)育分析及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)解析，發(fā)現(xiàn)MFS超家族蛋白整個(gè)家族的序列分析在進(jìn)化上可能是由3個(gè)跨膜螺旋（Transmembrane helical segments，TMHs）經(jīng)過重復(fù)事件構(gòu)成的，以“3+3”反向重復(fù)的進(jìn)化模式［10］分別構(gòu)成了具有6個(gè)跨膜α-螺旋的N端結(jié)構(gòu)域和6個(gè)跨膜α-螺旋的C端結(jié)構(gòu)域，即N端的TM1-3及其反向重復(fù)的TM4-6和C端的TM7-9及其反向重復(fù)的TM10-12（圖2）［11］。兩個(gè)結(jié)構(gòu)域彼此在序列上缺乏相似性，但在蛋白結(jié)構(gòu)上相互對(duì)稱，并共同構(gòu)成了具有12個(gè)跨膜α-螺旋的構(gòu)象，也就是MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的蛋白結(jié)構(gòu)中經(jīng)典的12個(gè)跨膜螺旋單位［12］。

表1 MFS超家族（ID：2.A.1）成員

圖1 MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的三種構(gòu)象

圖2 MFS折疊方式［7］

在很早以前，人們推測MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員中都有著共同的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，即12個(gè)跨膜螺旋，但對(duì)于這個(gè)推測一直沒有直接證據(jù)來證明。2001年，Heymann等［13］對(duì)產(chǎn)甲酸草酸桿菌（Oxalobacter formigenes）中草酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（Oxalate transporter，OxlT）的二維晶體進(jìn)行了電子晶體學(xué)分析，確定了這種膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)，他們在6?分辨率下發(fā)現(xiàn)每個(gè)單體分子都存在12個(gè)跨膜螺旋，并在投影密度圖中發(fā)現(xiàn)每個(gè)分子都顯示出一個(gè)空腔，并認(rèn)為這個(gè)空腔與基質(zhì)運(yùn)輸途徑相關(guān)聯(lián)。次年，Hirai等［14］再一次突破，在6.5?分辨率下解析了OxlT的三維結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)OxlT的12個(gè)螺旋排列在中心腔周圍，且被分為了3組，呈現(xiàn)非常對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)為3個(gè)螺旋的四次重復(fù)，為這種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白能夠進(jìn)行雙向底物轉(zhuǎn)運(yùn)提供了分子層面的證據(jù)。2003年，Abramson等［15］首次報(bào)道了3.5?高分辨率的乳糖質(zhì)子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Lactose permease，LacY）的X射線晶體結(jié)構(gòu)，LacY具有N端和C端兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域具有6個(gè)跨膜螺旋，呈現(xiàn)對(duì)稱分布，并向細(xì)胞質(zhì)一側(cè)開放其內(nèi)部的親水腔體，揭示了腔體中糖的結(jié)合位點(diǎn)，鑒定了在底物識(shí)別和質(zhì)子易位中起主要作用的殘基。同年Huang等［16］在3.3?高分辨率下同樣發(fā)現(xiàn)了甘油-3-磷酸鹽/磷酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Glycerol-3-phosphate transporter，GlpT），它能運(yùn)輸甘油-3-磷酸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)和無機(jī)磷酸鹽進(jìn)入細(xì)胞周質(zhì)，N端和C端同樣發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)對(duì)稱構(gòu)象。LacY和GlpT構(gòu)象的探索闡明了MFS蛋白家族的整體結(jié)構(gòu)，并提出了MFS運(yùn)輸機(jī)制的最初模型。2010年，Dang等［17］報(bào)告了在3.1?分辨率下巖藻糖質(zhì)子同向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（L-fucose/proton symporter，F(xiàn)ucP）呈現(xiàn)向細(xì)胞外側(cè)開口的構(gòu)象。除此之外，Newstead等［18］提出小肽轉(zhuǎn)運(yùn)體（Peptide transporter，PepTSo）晶體結(jié)構(gòu)，采用3.6?高分辨率揭示了該構(gòu)象的封閉狀態(tài)，將肽結(jié)合位點(diǎn)定位在中央親水腔內(nèi)。2013年，Pedersen等［19］在2.9?分辨率下發(fā)現(xiàn)磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Piriformospora indica phosphate Transporter，PiPT）蛋白結(jié)構(gòu)也同為封閉狀態(tài)，該結(jié)構(gòu)表明質(zhì)子和磷酸鹽的出口途徑，它也是真核生物中第一個(gè)結(jié)構(gòu)被解析的MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。在人類中，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Glucose transporter type 1，GLUT1）是第一個(gè)被解析出來的MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，它可以催化葡萄糖向紅細(xì)胞中擴(kuò)散并為機(jī)體提供葡萄糖。Deng等［20］探究了3.2?分辨率下的GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，其同樣具有典型的MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族12跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，且呈現(xiàn)向內(nèi)開放的構(gòu)象。

然而，一些MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白除了具有典型的12跨膜螺旋構(gòu)象之外，在C端結(jié)構(gòu)域和N端結(jié)構(gòu)域之間還插著兩個(gè)TM螺旋，形成了14個(gè)跨膜螺旋。由于插入的兩個(gè)TM螺旋在序列上是不保守的，因此人們在以前認(rèn)為這兩個(gè)螺旋是沒有必要的［21］。Zhao等［22］發(fā)現(xiàn)大腸桿菌中的二肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（Escherichia coli YbgH，EcYbgH）也是一個(gè)經(jīng)典12跨膜螺旋構(gòu)象加兩個(gè)TM螺旋的插入（HA和HB），但插入的HA和HB對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白內(nèi)部構(gòu)象的運(yùn)輸活動(dòng)很重要。

相比于其他轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族在探究歷史上是一個(gè)相對(duì)年輕的超家族，人們致力于探究膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)，揭示轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，以期開發(fā)出多效而有益的作用。但是，由于膜上轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的疏水性，使其很難脫離原生環(huán)境并在體外進(jìn)行研究，高度的不穩(wěn)定性限制了科研人員探究的腳步。Harris等［23］利用遠(yuǎn)-紫外圓二色譜（far-UV circular dichroism，CD）評(píng)估了MFS超家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，發(fā)現(xiàn)它們即使擁有相同的折疊，其化學(xué)及熱穩(wěn)定性仍是不相同的。同時(shí)他們還比較了PepTso、LacY、GalP、GlpT和XylE五種不同的MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，以及LacY突變體LacY-C154G的穩(wěn)定性，并將以上這些蛋白分為敏感類別（urea-sensitive）和耐尿素（uera-resistant）兩大類別。

即使晶體結(jié)構(gòu)的探索如此困難，但在國內(nèi)外科研人員不懈的努力下，由最初MFS家族成員中低分辨率的蛋白晶體結(jié)構(gòu)的解析來印證人們以往對(duì)MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)的推測，再到后來的高分辨率解析并探索其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)的解析不斷地帶給人們驚喜。至今，包括原核和真核生物在內(nèi)，已有超過20個(gè)獨(dú)特的MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)被解析出來，為探究MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的底物結(jié)合及其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和提供了理論依據(jù)。

3 MFS超家族的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制

目前普遍認(rèn)為，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在運(yùn)輸方式上采用了“搖桿開關(guān)”的轉(zhuǎn)運(yùn)方式，這是一種經(jīng)典的交替開放模型。當(dāng)?shù)孜锓肿酉蚣?xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白會(huì)打開胞外一側(cè)，并同時(shí)閉合其對(duì)面，即胞內(nèi)一側(cè)，而后底物分子與底物結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，引起蛋白構(gòu)象交替開放變化，即原本關(guān)閉的胞內(nèi)一側(cè)打開的同時(shí)，關(guān)閉開放的胞外一側(cè)，致使底物分子順利運(yùn)送至細(xì)胞內(nèi)；反之亦然。

最初，人們通過研究LacY轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白構(gòu)象，認(rèn)為，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白僅存在向胞內(nèi)開口和向胞外開口兩種構(gòu)象，即在運(yùn)動(dòng)中僅呈現(xiàn)一端開口另一端隨之閉合的剛體運(yùn)動(dòng)（圖3）。但劉裕峰等［24］通過加速算法發(fā)現(xiàn)，MFS超家族中的巖藻糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白FucP在發(fā)生構(gòu)象變化時(shí)經(jīng)歷了一個(gè)兩端閉合的構(gòu)象，其中有3個(gè)跨膜螺旋在運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其余的螺旋發(fā)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)，這表示FucP轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在發(fā)生構(gòu)象變化時(shí)并不是完全的剛體運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式與前文所述的LacY轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所具有的向胞內(nèi)開口和向胞外開口這兩種構(gòu)象的剛體運(yùn)動(dòng)完全不同［25］。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)FucP上的第135位谷氨酸（E135）參與質(zhì)子的傳遞并影響底物轉(zhuǎn)運(yùn)的速率，且氫鍵的斷裂可能促使蛋白構(gòu)象的轉(zhuǎn)變，后續(xù)研究均有證實(shí)［20，22］。但在整個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，不發(fā)生底物分子的轉(zhuǎn)變，僅是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白構(gòu)象上的變化，且底物分子始終不會(huì)同時(shí)暴露在膜的兩側(cè)［11］。

近幾年通過蛋白構(gòu)象的研究發(fā)現(xiàn)，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白除了兩端的構(gòu)象，通常還包括一個(gè)中央空腔，人們推測這可能是蛋白的底物結(jié)合位點(diǎn)。MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在廣義上的轉(zhuǎn)運(yùn)反應(yīng)就是底物分子在膜內(nèi)外的運(yùn)入及運(yùn)出，底物分子與蛋白質(zhì)通常都是特異性結(jié)合，從陰離子到肽再到單糖、藥物分子等。MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幾乎都以其轉(zhuǎn)運(yùn)底物命名，排列在中央親水腔內(nèi)的特定側(cè)鏈很大程度上決定了底物的特異性。例如，通過研究PepTSo轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部存在中央親水腔，并將肽結(jié)合位點(diǎn)定位在腔中。同樣，GlpT的底物易位孔位于中心，并封閉至細(xì)胞周質(zhì)，封閉端含有兩個(gè)精氨酸，包含底物結(jié)合位點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，在底物結(jié)合后，該蛋白質(zhì)將采取更緊湊的構(gòu)象［16］，這一點(diǎn)也同樣證實(shí)了MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的非剛體運(yùn)動(dòng)，也直接說明了底物特異性或反應(yīng)環(huán)境內(nèi)的狀態(tài)（圖4）。

圖3 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的剛體運(yùn)動(dòng)

圖4 MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制簡圖

4 MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的生理作用

如今，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的蛋白結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制已經(jīng)得到諸多解析，同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一些MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在人類、真菌和植物中的諸多生理作用。人類中具有多種MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在溶質(zhì)載體和非典型性溶質(zhì)載體（Solute carriers，SLCs）中，兩者具有相似的序列及進(jìn)化起源［26］，在MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白領(lǐng)域研究的越來越廣泛［27-29］。目前在溶質(zhì)載體中有SLC2、SLC15等 16個(gè)家族包含MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白［30］，除 此 之 外， 有 MFSD1、MFSD2A、SV2A、SVOP、SNPS1和UNC93A等28個(gè)MFS類型的非典型性溶質(zhì)載體，Perland等將它們分為15個(gè)家族（AMTF1-15），并以AMTF命名法代替了SLC命名法［31］。由此可見，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族在人類生理學(xué)研究上占據(jù)著重要的地位，尤其在許多疾病的防治上發(fā)揮著重要功能，主要用于藥物的運(yùn)輸及耐藥性。例如，缺乏GLUT1轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白會(huì)導(dǎo)致大腦萎縮、發(fā)育遲緩等葡萄糖缺乏病癥［32］。此外，Deng和Yan等［20］還發(fā)現(xiàn)GLUT1在癌細(xì)胞的新陳代謝上也發(fā)揮著重要的功能，該發(fā)現(xiàn)為治療癌癥提供了可能性。另外，成年小鼠的腦中MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的位置顯示出豐富的神經(jīng)元蛋白染色，說明MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與神經(jīng)性退行性疾病也息息相關(guān)［31，33］。植物柑橘類鏈格孢病原菌中的AaMFS19突變體受Yap1、Skn7和MAP激酶的調(diào)控，能增加對(duì)銅離子、2-氯-5-羥基吡啶（CHP）和2，3，5-三碘苯甲酸（TIBA）等的敏感性，且研究表明AaMFS19能顯示出不同的化學(xué)物質(zhì)抗性［34］。另外，還有一些MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有如調(diào)節(jié)細(xì)胞酸堿平衡、維持機(jī)體維生素C濃度、促進(jìn)抗癌和消炎藥物吸收和調(diào)控機(jī)體內(nèi)鋅離子穩(wěn)態(tài)等作用，為糖尿病、疲勞綜合征、腦葉酸缺乏癥、心血管疾病及癌癥等人類疾病的防治提供了依據(jù)［35］。除此之外，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在植物中也占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，如植物磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，介導(dǎo)根系對(duì)磷元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，維持植物中磷元素穩(wěn)態(tài)等［36］。

5 展望

就目前看來，MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族的成員仍在不斷的增加，人們對(duì)MFS的研究越來越深入，從而也帶來了許多的思考。對(duì)于MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)來說，除了現(xiàn)在人們所認(rèn)可的經(jīng)典12個(gè)跨膜螺旋外，還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了具有14個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)和24個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)的蛋白，這提示我們在這個(gè)超家族領(lǐng)域中，可否存在不為人們所知的其他數(shù)量的跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，但從系統(tǒng)發(fā)育上看，它們擁有共同的祖先，都是由3個(gè)跨膜螺旋反向復(fù)制而演化過來的。現(xiàn)今，人們較多利用膜蛋白結(jié)晶方法和冷凍電子顯微鏡技術(shù)等手段，陸續(xù)解析出更多的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，為探究MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制提供更多基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。除了C、N兩端的結(jié)構(gòu)域，已發(fā)現(xiàn)的中央疏水腔與轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制是否還具有其他關(guān)聯(lián)性。在以往的研究中，對(duì)于植物來說，一些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是否能促進(jìn)一些藥用植物產(chǎn)生有效的次級(jí)代謝產(chǎn)物或賦予植物各種抗性及耐受性等。除此之外，MFS超家族有許多蛋白還與疾病相關(guān)，這為各類疾病提供了藥物靶點(diǎn)，人們能否利用這些藥物靶點(diǎn)，通過控制底物的運(yùn)輸或基因的表達(dá)來防治相關(guān)疾病。而直接與人類相關(guān)的人源MFS轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，將在藥理及醫(yī)學(xué)研究上被發(fā)掘出更多、更廣泛的作用。