有一種蛋白質在幫助細胞除去毒素中發揮至關的重要作用，但也因為將靶向細胞的一些抗生素和癌癥藥物踢除在細胞之外，而影響著這些藥物的效力。近日來自日本的研究人員確定了這一重要蛋白質的詳細分子結構。

該蛋白質是定位在細胞膜上的，一種多藥及毒性化合物外排（ multidrug and toxic compound extrusion transporter, MATE）轉運蛋白。科學家們還發現了一種分子能夠阻止這一蛋白質的活性。這些研究發現為對抗抗生素耐藥，增大癌癥治療效力提供了新方法。研究論文報告在3月27日的《自然》（Nature）雜志上。

從前科學家們做出過不少的努力，試圖鑒別出能夠阻斷MATE轉運蛋白的化合物，但均未獲得成功。其部分原因在于研究人員對于這些蛋白質的運作機制知之甚少。但在過去的三年里，科學家們在繪制轉運蛋白詳細結構圖譜方面取得了一些進展。兩個實驗室已經對兩種細菌MATE蛋白的結構進行了解析，揭示出了蛋白質將毒素排出細胞外的一種機制。

質子推動力

最新的研究以比之前更高的分辨率，繪制了來自嗜熱古細菌Pyrococcus furiosus的第三種MATE蛋白的圖譜。由東京大學生物物理學家Osamu Nureki領導的一個研究小組，報告稱這一膜結合蛋白的形狀就像一個“V”字，有一個開口端面朝著細胞外。Nureki和研究小組認為，當一個質子在MATE蛋白細胞外側上一個位點與之結合時，蛋白質的其中一個區段形狀會由直轉彎，將所有附近的外來分子推出細胞外。

“我認為這是向前邁出的重要一步。他們了解了一種直接機制：質子改變了蛋白質N-lobe槽的形狀，”英國劍橋大學藥理學家Hendrik Van Veen說。

加州大學圣地亞哥分校結構生物學家Geoffrey Chang說，這些結果與來自霍亂弧菌MATE蛋白的結果非常相似。Geoffrey和同事們曾在2010年報告了霍亂弧菌MATE的結構。“這三種結構很了不起，因為它們建立了整體的架構，”他說。

Nureki和研究團隊還發現了一種肽可以抑制他們研究的這種MATE蛋白，并確定了它的結合位點及機制。Van Veen說，抑制性肽無需進入細胞就可以完成它的工作。這是一個有前景的概念證明，表明有可能制造出一種MATE阻斷藥物。

Nureki說，他發現的肽可能無法抑制P. furiosus之外生物體內MATE蛋白的活性。但他正在致力于鑒別人類和霍亂弧菌中MATE轉運蛋白的封閉肽。“我們可以很容易地篩查出最適合每種MATE的肽。”

Nureki說，真正重要的是將這些研究發現轉化為臨床應用。他表示，在MATE封閉肽能夠在人類內經受廣泛測試前，還必須對它們進行改造，使得它們能夠穩定存在于血液中，避免引起免疫反應。但最終他們的肽將可以應用于人類。