中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和生命科學學院周叢照教授、陳宇星教授課題組解析了肺炎鏈球菌中一種新型ABC轉運蛋白（Spr0693和Spr0694-0695）的原子解析度結構，揭示了革蘭氏陽性菌抗藥的一種新機制。該研究成果以「Structure of a MacAB-like efflux pump from Streptococcus pneumoniae」為題於2018年1月15日發表在《自然·通訊》（Nature Communications）上。
藥物外排泵是細菌抵禦外界有毒物質的主要方式，而ABC轉運蛋白是藥物外排泵中的一種重要類型，它依靠ATP水解的能量將這些有毒物質排出。在大腸桿菌等革蘭氏陰性菌中已經發現一種ABC類型的藥物外排泵MacAB-TolC，可以將抗生素從胞內依次跨過內膜、周質腔、外膜轉運到細菌外。但是，類似系統是否存在於革蘭氏陽性菌中尚不清楚。
周叢照教授、陳宇星教授課題組利用X-射線晶體學手段解析了肺炎鏈球菌中ABC轉運蛋白Spr0694-0695和Spr0693的三維結構，是第一個革蘭氏陽性菌中MacAB-like的藥物外排泵。Spr0694-0695位於細胞膜上，不同於經典的ABC轉運蛋白，它具有8次跨膜螺旋以及一個較大的胞外結構域；而Spr0693六聚體形成納米管狀結構，連接Spr0695與細胞壁。整合結構生物學、生物化學和微生物遺傳學實驗方法，鑑定了一條從Spr0695到Spr0693的底物轉運通道，而且發現Spr0695的跨膜區與胞外區之間的一個alpha螺旋控制了該通道的開關，轉運過程所需能量由Spr0694水解ATP提供。該工作不僅發現了一類全新的革蘭氏陽性菌ABC轉運蛋白的組織形式，而且闡明了藥物外排的分子機理，為抗生素的設計和改造提供了結構基礎。
中國科大周叢照教授、陳宇星教授、江永亮副教授為該論文的共同通訊作者。中國科大博士生楊宏波、特任副研究員侯文韜和博士生程夢婷為該論文的共同第一作者。晶體衍射數據收集在上海光源完成。
該工作得到科技部、國家自然科學基金委、中國科學院先導項目和教育部中央高校基本科研業務費的資助。
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https://www.nature.com/articles/s41467-017-02741-4
（合肥微尺度物質科學國家研究中心、生命學院、科研部）