拟南芥液泡二羧酸转运蛋白TDT的转运机制研究

联系合作
合成生物
成果单位: 中国科学院遗传与发育生物学研究所
合作方式: 技术转让合作开发
所处阶段: 概念
关 键 词 : 植物液泡植物生物学冷冻电镜结构生物学分子生物学pH调控氨基酸位点
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该成果得分:0

核心问题

植物液泡有机酸转运蛋白的结构生物学研究空白,以及植物TDT如何适应高质子浓度的液泡环境、如何同时识别并转运不同底物(如苹果酸和柠檬酸)、pH如何调控其构象变化、哪些氨基酸位点影响其转运活性等关键科学问题。

解决方案

通过解析植物液泡二羧酸转运蛋白AtTDT的高分辨率结构,包括在不同底物和不同pH值下的冷冻电镜结构,揭示了其适应高质子浓度环境的独特转运机制,阐明了底物识别的可塑性机制,即结合口袋通过局部侧链调整适应不同底物同时保持核心识别框架的保守性,建立了pH调控构象变化的直接结构证据,并明确了影响转运活性的关键氨基酸位点。

竞争优势

该成果为原始创新,首次填补了植物液泡有机酸转运蛋白结构生物学研究的空白,为理解植物液泡代谢物转运机制提供了关键结构信息,拓展了对转运蛋白能量耦合策略多样性的认识,具有显著的科学创新性和研究价值。

成果公开日期

2026-04-30

所属产业领域

科学研究和技术服务业

转化现有基础

项目现阶段已明确调控TDT转运活性的关键氨基酸位点。下一步将聚焦蛋白工程改造,通过优化转运活性,最终实现植物耐旱及耐盐性能的提升,为抗逆作物品种的研发提供关键技术支撑。

转化合作需求

目前研究成果不能满足转化需求

转化意向范围

可国(境)内外转让

转化预期效益

目前无法进行预期

项目名称

北京市自然科学基金外籍学者“汇智”项目

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

  1. 首次解析植物液泡二羧酸转运蛋白的高分辨率结构,报道了 AtTDT 在不同底物和不同 pH 值下的冷 冻电镜结构,填补了植物液泡有机酸转运蛋白结构生物学研究的空白,为理解植物液泡代谢物转运 机制提供了关键结构信息。
  2. 揭示植物 TDT 适应植物液泡环境(高质子浓度)的独特转运机制,这一发现拓展了对转运蛋白能量 耦合策略多样性的认识。
  3. 揭示底物识别的可塑性机制,首次从结构层面解释了植物 TDT 能够同时转运苹果酸和柠檬酸的分子 基础—结合口袋通过局部侧链调整适应不同底物,同时保持核心识别框架的保守性。
  4. 建立 pH 调控构象变化的直接结构证据,通过比较中性 pH 和酸性 pH 条件下的结构,揭示了 ΔpH 作 为驱动力和方向性调控因子的双重作用。
  5. 明确影响转运活性的关键氨基酸位点。
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