肺炎链球菌是链球菌属革兰氏阳性菌,也是一种常见的引起高发病率、高致死率疾病的致病菌。除肺炎外,它还可以引发脑膜炎、胸膜炎、中耳炎、败血症等全身性疾病。我们通常使用青霉素等抗生素对肺炎链球菌引起的疾病进行治疗。由于抗生素的广泛使用,目前已发现多种能够抵抗抗生素的肺炎链球菌菌株。多抗药外排泵是一种将外来物质泵出细胞的转运系统,它是细菌抵抗抗生素的一种重要途径。Spr0693-0694-0695是肺炎链球菌中可以转运人类上皮细胞抗菌肽LL-37的抗药外排系统。其中Spr0694-0695具有ABC转运蛋白的特征,Spr0694具有核苷酸结合结构域,可以结合并水解ATP,而Spr0695为跨膜结构域。在本课题中,我们首先对Spr0693和Spr0694-0695分别进行了 X-射线晶体学研究,解析了 3.0 A的Spr0693和3.3 A的Spr0694-Spr0695的晶体结构。通过结构分析,我们发现Spr0693是一个定位于细胞膜上的膜融合蛋白,6个Spr0693围成桶状结构,形成一个底物排出的通道;而Spr0694-0695是一个非经典的ABC transporter,它有一个很大的胞外结构域,但仅有8股跨膜螺旋,且跨膜区中央不存在底物进出的通道。经过与大肠杆菌MacAB的结构比对,我们找到了一条侧向的转运通道。通过脂质体上的ATPase酶活实验和抗生素敏感性实验,我们推测这条通道的开闭由Spr0695胞外区上的一个螺旋所控制。最后,我们预测了这种新型的多抗药外排泵可能的转运机制。