细菌的药物抗性是当今全球面临的最主要的公共健康威胁之一。越来越多的病原菌对多种常用抗生素产生抗性的问题逐渐凸显出来，由细菌抗性带来的感染状况也越发普遍，各国政府因抗生素抗性产生的花费也急剧增加。新型抗生素的研发和加强抗生素使用的监管已成为各个国家和地区所面临的共同挑战。从2013年到现在，包括美国、英国及世界卫生组织在内的多个国家和组织，各自针对抗生素抗性问题出台了5-10年应对计划。面对这样全球的威胁，包括中国在内的发展中国家在抗生素抗性问题上状况更复杂、问题更显著。如何有效应对未来因细菌抗性感染给公众健康安全带来的挑战，也是政府、医院、科研人员、企业及每一个普通使用者的共同责任。　　细菌有多种形式的抗药机制，最主要的机制是利用细胞膜上的多个药物外排泵，将抗生素外排出细胞。癌细胞的抗药活性也主要是利用这种机制实现的。目前已知的细菌药物外排泵主要由五个大家族，现在已有一些多药物外排蛋白的晶体结构被解析，这为分析多药物抗性机制提供了基础。但目前为止，MFS家族的多药物外排蛋白仍没有底物复合物晶体结构，已解析的两个多药物转运蛋白，EmrD和YajR，功能研究不清楚。该家族的转运蛋白具有四个保守的模体，A-D，现在仍没有关于它们各自发挥什么怎样的功能的结构阐述。　　本课题中，利用X-射线晶体学的方法，成功解析了MdfA-氯霉素以及MdfA与多个底物类似物复合物的高分辨率晶体结构。在药物/质子反向转运蛋白家族中，底物与蛋白复合物的晶体结构的报道仍是首次。MdfA在多个晶体结构中，均处于内向开口状态。12次跨膜螺旋的拓扑结构，与之前报道的MFS成员类似，由4个赝对称的3次重复跨膜螺旋组成。底物转运通道位于N结构域和C结构域相互作用的界面上。通过细胞水平的抗药实验，针对氯霉素结合位点相关的重要残基，如Y30，N33，D34等，设计了单点突变并验证了它们对蛋白活性的重要性。蛋白水平的ITC结合分析支持在晶体结构中观测到的氯霉素结合位点参与底物相互作用。根据复合物晶体结构及一系列突变研究，推测保守的模体B可能参与感受底物结合、影响空腔中可滴定残基的质子化状态并参与药物/质子反向转运蛋白的能量偶联。利用smFRET的方法，进行了底物、pH梯度等多因素影响蛋白构象变化进行了分析，也鉴定了模体C在方向转运蛋白构象变化中的作用。通过对该家族蛋白中保守的多个结构域进行了结构和功能分析，提出了一个基于膜电位的底物/质子反向转运机制。