来自清华大学生科院的施一公教授近期发表了题为“Common folds and transport mechanisms of secondary active transporters”的综述文章，聚焦于继发性主动转运作用元件的常见折叠，以及共有的转运机制。通过一些结构信息，分析新发现结构，生化和计算模拟证据相关的作用机制。论文发表在《生物物理年度评论》（Annual Review of Biophysics）上。

早年毕业于清华大学的施一公教授自回国之后就引起了各方关注，虽然经历了不少舆论争议，但他在学术上依然走出了自己的一条道路，回国后这5年里，施一公在Nature等国际顶级期刊上发表了12篇论文，高水平成果产出的频率，比他在国外时还要高。同时他也搭建起了以清华大学为中心的人才引入桥梁。

继发性主动转运（Secondary active transport）也称联合转运Cotransport，是指某种物质能够逆浓度差进行跨膜运输，但是其能量不是来自于ATP分解，而是由主动转运其他物质时造成的高势能提供的转运方式。继发性主动转运活动形成的势能贮备，还可用来完成一些其他物质的逆浓度差的跨膜转运，如小肠上皮和肾小管上皮细胞对葡萄糖、氨基酸等营养物质的吸收现象。

目前研究发现的具有不同功能的转运子通常序列并不相似，但是一些科学家们发现这些作用因子却存在相似的折叠，例如MFS，LeuT，NhaA的折叠。

研究人员分析了同一转运家族的多个构象状态，如LeuT超家族成员MHP1，ADIC，vSGLT，LeuT，发现结构变化与底物结合和转运之间存在密切关联。尽管近期取得了不少生物化学与结构学上的成果，但对于这些底物识别，能量耦合，科学家们了解的还并不多。就此这一综述就主要聚焦于继发性主动转运作用元件的常见折叠，以及共有的转运机制。通过一些结构信息，分析新发现结构，生化和计算模拟证据相关的作用机制。

此前施一公教授领导的研究团队通过X-射线晶体衍射的方法曾解析了能量耦合因子转运蛋白的三维结构。通过分析该蛋白结构，研究人员发现膜蛋白EcfS与细胞膜基本处于平行状态，而一般膜蛋白基本是垂直于细胞膜。根据这个极其特殊的构象，研究人员认为转运蛋白EcfS通过在膜内翻转来摄入底物。当处于垂直细胞膜的状态时，EcfS可以与底物结合，然后翻转进入平行状态并释放底物，之后返回垂直状态进行下一轮循环，类似于酒杯在竖直状态下接水，然后翻转倒出杯内的水。在该过程中，亲水蛋白EcfA和EcfA’水解ATP并耦合膜蛋白EcfT为EcfS的翻转提供能量。这一转运模式有别于目前对于转运蛋白通用的“alternating access”模型，是一种崭新的膜转运蛋白工作模型。

这是施一公教授研究团队继2010年在世界上首次解析并报道膜蛋白EcfS的晶体结构之后，在研究能量耦合因子转运蛋白方面的又一次重大突破。

推荐英文摘要：http://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-biophys-083012-130429?journalCode=biophys

Annual Review of Biophysics DOI: 10.1146/annurev-biophys-083012-130429

Common Folds and Transport Mechanisms of Secondary Active Transporters

Secondary active transporters exploit the electrochemical potential of solutes to shuttle specific substrate molecules across biological membranes, usually against their concentration gradient. Transporters of different functional families with little sequence similarity have repeatedly been found to exhibit similar folds, exemplified by the MFS, LeuT, and NhaA folds. Observations of multiple conformational states of the same transporter, represented by the LeuT superfamily members Mhp1, AdiC, vSGLT, and LeuT, led to proposals that structural changes are associated with substrate binding and transport. Despite recent biochemical and structural advances, our understanding of substrate recognition and energy coupling is rather preliminary. This review focuses on the common folds and shared transport mechanisms of secondary active transporters. Available structural information generally supports the alternating access model for substrate transport, with variations and extensions made by emerging structural, biochemical, and computational evidence.

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