FocA是甲酸-亚硝酸转运蛋白家族(Formate–Nitrite Transporter family, FNT)的一个代表性成员,这个家族的成员在细菌、古细菌、真菌、藻类和寄生虫中主要负责跨膜转运一些短链酸,包括甲酸、亚硝酸等。这个蛋白家族的成员帮助其底物进行跨膜转运的分子机制,尚属未知。甚至无法确定这个蛋白家族的成员到底是属于转运蛋白(Transporter)还是通道蛋白(Channel)。在本论文的工作中,我们解析出了大肠杆菌中FocA蛋白的晶体结构,分辨率为2.25(A|。)。结构分析表明FocA形成一个高度对称的五聚体,每一个单体含有六个跨膜螺旋。非常意外地,我们发现尽管FocA与水通道蛋白Aquaporin在氨基酸一级序列上缺乏同源性,这两个蛋白的单体整体结构却异常相似。这些结果意味着FocA应该是一个跨膜通道蛋白(Channel),而不是转运蛋白(Transporter)。进一步的结构分析识别出了通道中可能与甲酸转运密切相关的重要氨基酸残基,明确了通道路径,并揭示出了两个约束性位点对通道的直径大小具有调节功能。跨膜转运功能分析表明,与水通道蛋白Aquaporin不同,FocA对水分子并没有通透性,却选择性地允许甲酸通过。在本论文的工作中,我们将结构生物学、生物化学和生物物理学的手段结合起来,为阐明FocA以及FNT蛋白家族的通道活性机理提供了重要的基础和线索。