Cell Res. | 浙江大学郑绍建团队与杨巍/郭江涛团队合作解析铝离子激活阴离子通道ALMT1转运苹果酸的分子机制
2021-11-20知识
全世界约有30-40%的可耕地和50%的潜在可耕地属于酸性土壤【1】，铝离子毒害是该类土壤中限制作物生产的主要因素【2】。在长期适应过程中，植物进化出了多种耐铝机制。其中，植物通过根尖细胞向外分泌苹果酸等有机酸螯合根际土壤溶液中的铝离子，从而消除其毒性，是植物抵御铝毒的主要途径【2,3】。早在2004年研究者就发现植物根细胞中铝激活的苹果酸分泌是由苹果酸转运蛋白（Aluminum-activated Malate Transporter, ALMT1）介导【4】。之后，研究者证实了在小麦、拟南芥、油菜、大豆、黑麦等多种植物中该机制具有保守性。但是，长期以来人们对于铝离子如何激活ALMT1转运苹果酸仍不得而知。
2021年11月19日，浙江大学
郭江涛
、
杨巍
和
郑绍建
三个课题组组成的合作团队在
Cell Research
上在线发表了题为
Structural Basis of ALMT1-Mediated Aluminum Resistance in Arabidopsis
的研究论文，解析了拟南芥ALMT1通道蛋白（AtALMT1）多种状态下的三维结构，结合电生理实验、分子动力学模拟和拟南芥体内实验，阐明了AtALMT1介导的铝激活苹果酸转运的分子机理。
该研究表明，AtALMT1结构是一个新型的阴离子通道结构。AtALMT1以二聚体形式组装成一个阴离子通道，每个亚基包含6个跨膜螺旋（TM1-6）和6个细胞质侧的螺旋（p-H6）。来自两个亚基的十二个跨膜螺旋组装成离子通透孔道（图1）。
图1 AtALMT1的结构。
A，AtALMT1的冷冻电镜三维重构（左）和卡通模型（右）的侧视图（上）和俯视图（下）
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发布于 2021-11-20 16:43
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生物化学
