Cell Res. | 浙江大學鄭紹建團隊與楊巍/郭江濤團隊合作解析鋁離子啟用陰離子通道ALMT1轉運蘋果酸的分子機制
2021-11-20知識
全世界約有30-40%的可耕地和50%的潛在可耕地屬於酸性土壤【1】，鋁離子毒害是該類土壤中限制作物生產的主要因素【2】。在長期適應過程中，植物前進演化出了多種耐鋁機制。其中，植物透過根尖細胞向外分泌蘋果酸等有機酸螯合根際土壤溶液中的鋁離子，從而消除其毒性，是植物抵禦鋁毒的主要途徑【2,3】。早在2004年研究者就發現植物根細胞中鋁啟用的蘋果酸分泌是由蘋果酸轉運蛋白（Aluminum-activated Malate Transporter, ALMT1）介導【4】。之後，研究者證實了在小麥、阿拉伯芥、油菜、大豆、黑麥等多種植物中該機制具有保守性。但是，長期以來人們對於鋁離子如何啟用ALMT1轉運蘋果酸仍不得而知。
2021年11月19日，浙江大學
郭江濤
、
楊巍
和
鄭紹建
三個課題組組成的合作團隊在
Cell Research
上線上發表了題為
Structural Basis of ALMT1-Mediated Aluminum Resistance in Arabidopsis
的研究論文，解析了阿拉伯芥ALMT1通道蛋白（AtALMT1）多種狀態下的三維結構，結合電生理實驗、分子動力學模擬和阿拉伯芥體內實驗，闡明了AtALMT1介導的鋁啟用蘋果酸轉運的分子機理。
該研究表明，AtALMT1結構是一個新型的陰離子通道結構。AtALMT1以二聚體形式組裝成一個陰離子通道，每個亞基包含6個跨膜螺旋（TM1-6）和6個細胞質側的螺旋（p-H6）。來自兩個亞基的十二個跨膜螺旋組裝成離子通透孔道（圖1）。
圖1 AtALMT1的結構。
A，AtALMT1的冷凍電鏡三維重構（左）和卡通模型（右）的側檢視（上）和俯檢視（下）
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釋出於 2021-11-20 16:43
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生物化學
