細胞轉運蛋白及其工程化應用

楊坤，王穎，李春

（北京理工大學生命學院生物工程系，北京100081）

細胞轉運蛋白及其工程化應用

楊坤，王穎，李春

（北京理工大學生命學院生物工程系，北京100081）

細胞轉運蛋白種類繁多，在細胞中進行營養物質的攝取、代謝產物釋放以及信號傳遞等生理活動中發揮著重要作用。根據細胞轉運蛋白的轉運方式可分為：通道蛋白、載體蛋白和ATP驅動泵，其中，ABC 轉運蛋白（ATP-binding cassette transporters）屬于細胞中依賴三磷酸腺苷（ATP）水解供能的跨膜轉運蛋白，其參與動物細胞的多藥耐藥性以及植物體在外界脅迫條件下的自我防御而受到廣泛關注。對細胞轉運蛋白的清晰認識是進行有效利用的基礎，因此本文綜述了植物、動物和微生物細胞中有關代謝產物和藥物等物質轉運相關的ABC轉運蛋白的結構、轉運機制。總結了當前細胞轉運蛋白在各領域的工程化應用進展和需要解決的問題，旨在為更全面高效地利用細胞轉運蛋白進行抗癌新藥的研究開發、提高農作物的抗逆性和微生物細胞工廠的高效生物制造提供借鑒。

生物膜；轉運蛋白；傳遞；生物制造；合成生物學

細胞轉運蛋白廣泛分布于細胞膜表面，介導了生物膜上幾乎所有的物質交換和信號傳導過程[1]。按其轉運方式的不同，細胞轉運蛋白可分為以下三類：①通道蛋白，是一類由疏水氨基酸組成的橫跨細胞膜雙分子層的蛋白質，介導著適宜大小的分子和帶電離子通過，如水通道蛋白、鈣離子通道蛋白等[2]。②載體蛋白，是一類通過自身構型的變化來改變與底物分子間的親和力，從而促進底物的跨膜運輸的蛋白質。……