在细菌与人类之间，所有生物体内都充满了一类至关重要的膜蛋白——ABC转运蛋白。作为最大的跨膜蛋白超家族之一，它们通过其高度保守的ATP结合盒（ATP-binding cassette）结构域水解ATP以获取能量，从而驱动底物穿越细胞膜。

ABC转运蛋白能够转运多种物质，包括：营养物质与代谢产物、肽类、脂质、多糖，以及药物和外源性毒素。这其中，药物和毒素的转运是肿瘤多重耐药的核心机制之一。这类蛋白参与了众多关键的生理过程，例如营养吸收、渗透调节和免疫应答等，其功能异常可能直接导致多种遗传性疾病。例如，囊性纤维化患者因CFTR蛋白（ABCC7亚型）基因突变，造成氯离子转运障碍，最终引发肺部黏液积聚及呼吸衰竭。

人类基因组编码了49个ABC转运蛋白，其结构可根据进化划分为七类。ABC转运蛋白的经典结构包括两个核苷酸结合域（NBD）和两个跨膜结构域（TMD）。NBD区域高度保守，负责结合与水解ATP以提供能量，而TMD则形成跨膜通道，负责底物的识别与运输。

ABC转运蛋白的三种主要结构配置如下：

• 全分子转运体：由单条多肽链构成，包含两个NBD和两个TMD，典型排列为TMD1-NBD1-TMD2-NBD2（正向）或NBD1-TMD1-NBD2-TMD2（反向）。
• 半分子转运体：由单条多肽链构成，含有一个NBD和一个TMD，功能单元通过同源/异源二聚化形成。
• 可溶性蛋白：其NBD与TMD位于不同的肽链（如ABCE/F亚型），主要负责翻译调控等非转运功能。

在转运方向上，ABC转运蛋白一般可以分为两类：一种是将底物从细胞内排出，这种转运蛋白广泛存在于真核和原核生物中；另一种是将底物引入细胞内，主要存在于原核生物中，通常需要额外的底物结合蛋白（SBP）来将底物递送至TMD。在革兰氏阴性菌中，SBP位于周质间隙，而在革兰氏阳性菌和古细菌中，SBP与膜相关或与转运蛋白复合体融合。

迄今为止，人类基因组中已发现49个ABC转运蛋白，而酵母中大约有30个ABC转运蛋白，大肠杆菌则已有79个相关成员。相比之下，植物的ABC转运蛋白数量较多，以水稻和拟南芥为例，其ABC转运蛋白家族成员多达130种以上，这可能是植物在适应复杂环境过程中长期进化的结果。

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参考文献：1. www.mdpi.com/1422-0067/26/13/6119 2. www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283625001482?via%3Dihub 3. 王晓珠等，拟南芥ABC转运蛋白研究进展[J]，植物生理学报, 2017, 53(2): 133-144。