Substrate specificity and transport mechanism of the chloroplast dicarboxylate transporters DiT1 and DiT2

叶绿体 生物 生物化学 运输机 拟南芥 氨基酸 生物物理学 拟南芥 结合位点 基质(水族馆) 转运蛋白 底物特异性 机制(生物学) 构象变化 系统发育学 膜 蛋白质结构 膜转运 膜转运蛋白 系统发育树 线粒体膜转运蛋白 血浆蛋白结合 柠檬酸合酶 功能分歧 活动站点 氨基酸取代 类囊体
作者
Zhao Yang,Xue Zhang,Jingtao Zheng,Shunhao Zhou,Ming‐Ju Amy Lyu,Minjie Ma,Xin‐Guang Zhu,Fang Yu,Peng Zhang
出处
期刊:The Plant Cell [Oxford University Press]
卷期号:38 (3)
标识
DOI:10.1093/plcell/koag041
摘要

Dicarboxylate transporters (DiTs) mediate the exchange of dicarboxylates across the chloroplast inner membrane, playing critical roles in C/N coupling, photorespiration, chloroplast redox homeostasis, and C4 photosynthesis. DiT1 and DiT2 are Na⁺-independent exchangers of the solute carrier 13 (SLC13) family, and exhibit overlapping yet distinct substrate specificities: DiT1 transports 2-oxoglutarate, malate, and oxaloacetate, while DiT2 additionally transports glutamate and aspartate. However, the structural determinants of their substrate specificity and transport mechanism remain unclear. Here, we determined cryo-electron microscopy structures of Arabidopsis thaliana DiT1 and DiT2.1 bound to diverse substrates in dual conformational states. Structural analyses revealed that AtDiT1 possesses a singular dicarboxylate-binding site that is electrostatically incompatible with amino acid substrates, whereas AtDiT2.1 has 2 distinct sites to accommodate C4- and C5-dicarboxylates, thus allowing amino acids to bind without electrostatic repulsion. Phylogenetic analysis identified an A226S substitution in the substrate-binding site of DiT1, emerging during evolution in the charophyte ancestor of land plants. This substitution enhances oxaloacetate binding affinity in DiT1, which may have improved adaptation to terrestrial environments. Additionally, 2 conserved positively charged residues in DiTs functionally mimic Na⁺ used by SLC13 co-transporters, thereby enabling a Na⁺-independent elevator-type transport mechanism. These findings provide critical structural and mechanistic insights into the functional divergence of plant DiTs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
天道酬勤完成签到,获得积分10
2秒前
自然的安波完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
崔崔完成签到 ,获得积分10
5秒前
tfsn20完成签到,获得积分10
9秒前
柿柿如意完成签到 ,获得积分10
9秒前
六六发布了新的文献求助10
10秒前
感动梦秋完成签到,获得积分10
12秒前
虫虫冲呀冲完成签到 ,获得积分10
12秒前
wanci的应助被不辣的皮特采纳,获得10
15秒前
科岚完成签到 ,获得积分10
15秒前
howeVer完成签到 ,获得积分10
15秒前
Jally完成签到 ,获得积分10
15秒前
WSY完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
可靠凡梦完成签到,获得积分10
17秒前
Leslie完成签到 ,获得积分10
18秒前
阿拉丁完成签到 ,获得积分10
19秒前
CowPageant完成签到,获得积分10
19秒前
wave完成签到,获得积分10
21秒前
零a完成签到 ,获得积分10
21秒前
zy完成签到 ,获得积分10
22秒前
猩心完成签到 ,获得积分10
22秒前
sunshine完成签到,获得积分10
22秒前
张慧仪发布了新的文献求助10
22秒前
sunmengze完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
潇洒的新梅完成签到 ,获得积分10
24秒前
孤独的问柳完成签到,获得积分10
26秒前
俊秀的千万完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
aqy发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
卓矢完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
kyokyoro完成签到,获得积分10
30秒前
白华苍松发布了新的文献求助10
32秒前
花样年华发布了新的文献求助10
33秒前
LYY发布了新的文献求助10
34秒前
罗lsz完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Campbell's Operative Orthopaedics, E-Book 3000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8014240
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9460933
关于积分的说明 21183536
捐赠科研通 7585484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3384541
关于科研通互助平台的介绍 2517631
邀请新用户注册赠送积分活动 2419782