植物科学：植物硝酸輸送体NRT1.1による硝酸取り込みの分子基盤

プロトン共役輸送体のNRT1/PTRファミリーは、真核細胞と細菌でペプチド取り込みを介して窒素同化に関わっている。しかし、ほとんどの植物種で、このファミリーに属する輸送体は硝酸に加えて二次代謝物とホルモンを輸送するように進化してきた。硝酸レベルが低下すると、NRT1.1の細胞質側にあるトレオニンがリン酸化され、輸送体が低親和性状態から高親和性状態へと切り替わる。今回我々は、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）のNRT1.1のアポタンパク質、および硝酸が結合した状態の結晶構造を報告する。結晶構造とin vitroでの結合および輸送のデータから、硝酸の結合にHis356が重要な役割を担っていることが分かった。我々の結果は、リン酸化によって構造の柔軟性が増し、それによって輸送速度が変わるというモデルを裏付けている。ペプチド輸送体との比較から、NRT1/PTRファミリーが多様な含窒素リガンドを認識するように進化した一方で、この栄養輸送体のスーパーファミリー内で保存されてきた共役機構の要素は維持されていることも明らかになった。

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