单羧酸转运蛋白家族及其生物学功能(论).pdfVIP

强生命的化学》2008年28卷4期 ·404· ●Recent Progress CHEMISTRYOF LIFE2008，28(4) 文章编号：1000-1336(2008)04—0404-04 单羧酸转运蛋白家族及其生物学功能 曾军英-，z 韩雪-泽 谭支良2 (1中国科学院研究生院，北京100039；2中国科学院亚热带农业生态所，长沙410125) 摘要：单羧酸转运蛋白家族是哺乳动物细胞膜上一类重要的跨膜转运蛋白，负责乳酸，短链脂肪酸等单羧酸类化 合物的跨膜转运，涉及多种生物学功能，包括促进营养物质吸收、影响代谢动态平衡、调节胞内PH值以及参与药 物输送等。迄今为止，单羧酸转运蛋白家族已发现有14个成员，各亚型间具有底物差异性和组织分布特异性。研 究单羧酸转运蛋自家族的生化特征、组织分布、生物学功能及基因表达调控，将为人和动物的营养代谢稳衡和疾 病治疗提供新的方法。 关键词：单羧酸转运蛋白；乳酸；短链脂肪酸；代谢动态平衡 中图分类号：Q493 chain 乳酸和短链脂肪酸(shortfattyacid，SCFA)学分析结果表明，所有MCT家族成员的拓扑结构由 domain，TM 等单羧酸类化合物，是生物有机体在代谢过程中所 N．端、C一端和12个跨膜域(transmembrane 产生的只含有一个羧基的小分子代谢产物。乳酸是 域)组成，其中TM片段6-7之间有一个大的细胞内 细胞在无氧条件下通过糖酵解获取能量时所生成； 环，且N-端和C．端均位于细胞胞质内【21(图1)。与大 而SCFA主要由食物中不被消化的碳水化合物，在人 多数转运蛋白家族相类似，MCT各成员间的序列恒 和单胃动物的结肠以及反刍动物的瘤胃内经厌氧菌 定性在疏水的TM域最大，在间隔的亲水区最小。 发酵所产生。短链单羧酸不仅是人和动物体的一种 MCT分子的C一端序列保守性比N一端要低，可能与 重要能源物质，而且也是一种重要的信号分子，具 其不同的生物学功能相关。分析认为，N·端与能量 有多种重要的生物学功能，是当今人及动物营养学 (如H+／Na+)偶联、膜插入及维持正确的拓扑结构有 研究领域的热点…。在正常生理pH状态下，乳酸和 关，而C一端可能与底物特异性及活性调控有关口J。尽 SCFA这些重要的代谢产物主要以离子形式存在，不管MCT所编码的氨基酸序列长度平均在500氨基酸 能自由通过细胞质膜，其在组织细胞间的转运依赖 于单羧酸转运蛋白(monocarboxylatetransporter，MCT)。 1．MCT家族的生化特征及分布 目前，MCT家族巳发现有14个成员，具有相似 的生化特征及不同的组织分布。蛋白质水解和拓扑 收稿日期：2008—04—27 中国科学院知识创新T程重要方向项目(KSCX2一Yw—N— 051)；国家自然科学基金：国家自然科学基金 资助 作者简介：曾军英(197卜)，男。博士生，E—mail： junyingzeng@163．corn；韩雪峰(1978·)，男，博士，助理研 谭支良 究员，E-mail：hanxuefengll22@Yahoo．tom．cn； (1967一)，男，博士，研究员，博士生导师，联系作者，E—mail： zRan@isa．ac．cn 图1单羧酸转运蛋白家族和辅助蛋白CDl47的拓扑结构嘲