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Structural basis for malate-driven, pore lipid-regulated activation of the Arabidopsis vacuolar anion channel ALMT9.

リンゴ酸駆動、細孔脂質調節によるシロイヌナズナ液胞アニオンチャネルALMT9活性化の構造基盤 (機械翻訳の邦題)

Nature communications2025Lee Y, Demes-Causse E, Yoo J, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

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研究デザイン
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対象
未確定
出版年
2025
出典
doi.org
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出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
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確認段階
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記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

植物細胞においてALMTは環境応答を制御する原形質膜および液胞膜に局在するアニオンチャネルである。液胞型ALMTは細胞内のアニオン蓄積や孔辺細胞の気孔開度を調節する。その活性化は電位と細胞質のリンゴ酸に依存するが、分子機構は不明であった。本研究では、リンゴ酸活性化型液胞アニオンチャネルであるシロイヌナズナALMT9のクライオ電子顕微鏡構造を、脂質結合状態のプラグ型とアンプラグ型で決定した。すべての状態で膜脂質がイオン伝導経路と相互作用していた。二つのアンプラグ型は異なる細孔幅を示した。構造機能解析によりイオン伝導と細孔脂質相互作用に関わる保存残基を同定し、分子動力学シミュレーションにより特異なアニオン伝導機構を明らかにした。電位依存性活性化は細孔脂質とリンゴ酸のチャネル細胞質入口での競合に基づくと提案する。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

In plant cells, ALMTs are key plasma and vacuolar membrane-localized anion channels regulating plant responses to the environment. Vacuolar ALMTs control anion accumulation in plant cells and, in guard cells, they regulate stomata aperture. The activation of vacuolar ALMTs depends on voltage and cytosolic malate, but the underlying molecular mechanisms remain elusive. Here we report the cryo-EM structures of ALMT9 from Arabidopsis thaliana (AtALMT9), a malate-activated vacuolar anion channel, in plugged and unplugged lipid-bound states. In all these states, membrane lipids interact with the ion conduction pathway of AtALMT9. We identify two unplugged states presenting two distinct pore width profiles. Combining structural and functional analysis we identified conserved residues involved in ion conduction and in the pore lipid interaction. Molecular dynamics simulations revealed a peculiar anion conduction mechanism in AtALMT9. We propose a voltage-dependent activation mechanism based on the competition between pore lipids and malate at the cytosolic entrance of the channel.

MeSH

AnionsArabidopsisArabidopsis ProteinsCryoelectron MicroscopyIon ChannelsMalatesMembrane LipidsMolecular Dynamics SimulationVacuoles

DOI 10.1038/s41467-025-56940-5

PMID 39979303

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