細菌磷酸烯醇式丙酮酸：糖磷酸轉移系統（PTS）是細菌碳源攝取與代謝調控的核心通路，在細菌環境適應與致病性調控中扮演關鍵角色。依據跨膜結構域差異，PTS轉運蛋白過去被歸類為GFL、AG、Man三大結構超家族。然而，負責山梨糖醇轉運的Gut家族因獨特的組裝特徵，其分類地位長期存在爭議，雖常被暫歸入GFL超家族，但其結構特徵與經典成員存在明顯差異，是否為獨立超家族一直懸而未決。

2026 年，清華大學王佳偉副教授團隊與澳門城市大學大健康學院葛霄飛助理教授聯合於國際期刊《Communication Biology》發表重要研究成果，題為「A trimeric architecture reveals the glucitol PTS transporter as a distinct superfamily」。《Communications Biology》為 Nature 旗下頂級開放獲取期刊，屬 JCR Q1、中科院 1 區 TOP 期刊，影響因子 5.2，專注發表生物科學領域原創性、高學術價值研究成果，在結構生物學、微生物學領域具有高度權威性與影響力。團隊利用冷凍電鏡技術解析大腸桿菌山梨糖醇轉運體GutE–GutA–GutB複合體之高解析度結構，解析達3.44 Å，為PTS系統結構生物學領域帶來突破性進展。

本研究首次揭示Gut轉運體跨膜區以同源三聚體形式組裝，呈現獨特「支架式」構型，由胞外與胞質兩層鎖環結構穩定，與已知GFL、AG 超家族之二聚體架構存在本質差異。研究同時捕獲「向內封閉」與「向內開放」兩種功能構象，透過結構比對證實轉運結構域相對於支架域發生剛體位移，進一步支持「電梯式」交替轉運機制。團隊更提出創新「跨原聚體磷酸轉移模型」，揭示 IIB 結構域可對相鄰原聚體底物執行磷酸化，為PTS系統功能協同機制提供全新視角。

此項研究從結構層面正式確立Gut家族為獨立之PTS超家族，解決長達多年之分類爭議。隨著Gut結構解析完成，研究團隊已完成PTS 系統AG、Man、Gut三大超家族之系統性結構解析，連同領域內其他研究成果，共同建構出涵蓋四大超家族之完整結構圖譜，於原子尺度闡明細菌碳源攝取之分子機制，為微生物代謝、抗藥性研發等領域奠定重要基礎。

本研究由清華大學與澳門城市大學合作完成，澳門城市大學大健康學院葛霄飛助理教授與清華大學王佳偉副教授為共同通訊作者，研究獲FDCT基金等專項經費支持。