从细菌到人类，所有生物体内都有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，ABC转运蛋白通过保守的ATP结合盒（ATP-binding cassette）结构域来水解ATP，获取能量，推动多种底物跨越细胞膜。

这些转运蛋白能够转运各种物质，包括：
✅ 营养物质与代谢产物
✅ 肽类、脂质、多糖
✅ 药物及外源毒素（⚠️ 这些是肿瘤多重耐药的核心机制）

ABC转运蛋白参与了营养吸收、渗透调节、免疫应答等关键生理过程，其功能异常与多种遗传疾病密切相关。举个典型例子，囊性纤维化患者因CFTR蛋白（ABCC7亚型）基因突变，导致氯离子转运障碍，从而引发肺部黏液积聚及呼吸衰竭。

人类基因组编码有49个ABC转运蛋白，根据结构进化可分为七类。ABC转运蛋白的经典结构包括：

• 两个核苷酸结合域（NBD）：高度保守，负责结合和水解ATP，为转运提供能量。
• 两个跨膜结构域（TMD）：形成跨膜通道，负责底物的识别与运输。

根据不同的构型，ABC转运蛋白分为三种主要结构：

1. 全分子转运体：单条多肽链，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）。
2. 半分子转运体：单条多肽链，包含一个NBD和一个TMD，通过同源或异源二聚化形成功能单元。
3. 可溶性蛋白：NBD与TMD位于不同的肽链（常见于ABCE/F亚型），专司翻译调控等非转运功能。

ABC转运蛋白的转运方向通常分为两类：将底物从细胞内运出，这种类型广泛存在于真核生物和原核生物中；而将底物运进细胞内的转运，则主要存在于原核生物中，通常需要额外的底物结合蛋白（SBP）将底物递送到TMD。在革兰氏阴性菌中，SBP位于周质间隙；在革兰氏阳性菌和古细菌中，SBP则与膜相关或结合到转运蛋白复合体中。

目前，在人类（Homosapiens）基因组中发现了49个ABC转运蛋白，而在酵母（Saccharomyces cerevisiae）中约有30个，已知的大肠杆菌中发现了79个ABC转运蛋白。与其他生物相比，植物中的ABC转运蛋白数量相对较多。以水稻（Oryza sativa）和拟南芥（Arabidopsis thaliana）为代表的ABC转运蛋白家族成员超过130种，可能是植物在长期进化过程中适应复杂环境的结果。

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Human ABCG2 protein [orb704922]
Human ABCD1 protein [orb623974]
Human ABCC1 protein [orb419225]
Human ABCG1 protein [orb605290]
Human ABCB8 protein [orb54691]
Human ABCD3 Protein [orb1477128]
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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, 孙万梅, 马义峰, 韩二琴, 韩丽, 孙丽萍, 彭再慧, 王邦俊, 拟南芥ABC转运蛋白研究进展[J], 植物生理学报, 2017, 53(2): 133-144。