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糖是原核生物和真核生物主要的碳源和能量来源。细胞吸收和排出糖是生物生长发育过程中的重要过程。目前已知的三个主要的糖转运蛋白家族分别是:MFS超家族，包括LacY，GLUTs;钠离子依赖的糖转运蛋白家族，SGLTs;以及SWEETs家族(Sugar Will Eventually be Exported Transporters)。SWEETs作为一个新鉴定的糖转运蛋白家族，在植物的生命活动中发挥着重要作用，参与胚胎和花粉的发育，花蜜的分泌以及韧皮部糖的运输等。然而底物识别和转运机制一直是转运蛋白家族的一个备受关注的问题。因此，SWEETs家族蛋白的结构解析对研究这一类蛋白的底物选择性和转运机制具有重大意义。 在本课题中，我们解析了来源于拟南芥的SWEET13的结合底物类似物dCMP的处于内向开口的2.8(A)晶体结构。这是SWEETs家族第一个带底物类似物的晶体结构。AtSWEET13蛋白由七次跨膜螺旋组成，其中N端的三个跨膜螺旋和C端的三个跨膜螺旋具有序列相似性，为了保证其拓扑结构的一致性，它们由一个并不保守的螺旋TM4连接起来。底物类似物dCMP结合在空腔的中间，与一些序列上保守的氨基酸形成相互作用。我们分析了空腔中的氨基酸残基及其序列的保守性，并通过转运活性实验确定了其参与底物选择性的关键氨基酸(V23，S54，V145，S176)。据此提出了基于中央空腔大小的底物选择机制。二糖转运蛋白大的空腔能够容纳二糖或单糖，而糖分子尺寸的大小，决定和空腔内氨基酸残基形成相互作用的多少，因而影响底物结合和转运的能力;对于单糖转运蛋白，其空腔基本上只能容纳单糖而非二糖，如AtSWEET1主要转运单糖，转运二糖能力很弱。同时，我们使用单分子荧光能量转移技术(smFRET)研究了其构象的动态变化，建立了AtSWEET13的二体作用模型，并依据底物类似物dCMP和磷脂DPPG对其构象变化的影响提出了基于二体的旋转门转运机制(revolving-doormechanism)。