北京时间2025年3月13日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心范敏锐研究组与西湖大学吴旭冬团队、复旦大学张金儒团队及浙江大学苏楠楠团队合作，于国际权威学术期刊《自然》（Nature）发表了题为“Structure and mechanism of the plastid/parasite ATP/ADP translocator”的研究论文，解析了叶绿体和衣原体ATP/ADP转运蛋白的高分辨率冷冻电镜结构，深化了人们对于叶绿体内共生过程中跨膜能量传递的分子机制的理解。

线粒体是真核细胞的动力工厂，生产生命活动所需的能量——ATP。在线粒体内膜上有一种被称为AAC的ATP/ADP转运蛋白，它可以将ATP从线粒体转运到细胞质基质为各种代谢活动供能，同时将ADP从细胞质基质转运到线粒体用于ATP合成。研究发现，植物细胞叶绿体（及其他质体，如合成淀粉的淀粉体等）内膜上也有一种被称为NTT的ATP/ADP转运蛋白，它的功能恰好与线粒体AAC蛋白相反，NTT可将ATP从细胞质基质转运到叶绿体为代谢活动供能，同时将ADP和磷酸根（Pi）从叶绿体转运到细胞质基质中（图1a）。相比于线粒体AAC蛋白，叶绿体NTT是已知的底物特异性最高的ATP/ADP转运蛋白，只能转运ATP/ADP而不能转运其它碱基种类核苷酸（如GTP/GDP、CTP/CDP等）和脱氧的dATP/dADP。研究表明，质体NTT在植物光合作用、淀粉合成及脂肪酸合成等物质和能量代谢过程中起重要作用。值得一提的是，硅藻中的NTT同源蛋白具有底物多样性，不仅可以转运细胞内的各种核苷酸，还可以转运人工设计的非天然核苷酸，在合成生物学领域有重要的应用。

该研究不仅揭示了叶绿体和衣原体ATP/ADP转运蛋白NTT识别和跨膜转运底物的分子机理，加深了人们对于叶绿体内共生过程中跨膜能量传递机制的理解，也为改造NTT用于改良作物提高产量以及设计NTT抑制剂药物治疗专性胞内病原体引起的疾病提供了重要思路。

原文链接：Structure and mechanism of the plastid/parasite ATP/ADP translocator | Nature