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タイトルSubstrate specificity and transport mechanism of the chloroplast dicarboxylate transporters DiT1 and DiT2.
ジャーナル・号・ページPlant Cell, Vol. 38, Issue 3, Year 2026
掲載日2026年3月3日
著者Zhao Yang / Xue Zhang / Jingtao Zheng / Shunhao Zhou / Ming-Ju Amy Lyu / Miaolian Ma / Xin-Guang Zhu / Fang Yu / Peng Zhang /
PubMed 要旨Dicarboxylate transporters (DiTs) mediate the exchange of dicarboxylates across the chloroplast inner membrane, playing critical roles in C/N coupling, photorespiration, chloroplast redox ...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.
リンクPlant Cell / PubMed:41731698
手法EM (単粒子)
解像度2.41 - 2.94 Å
構造データ

63803

9mcr

EMDB-63803, PDB-9mcr:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.41 Å

63804

9mcs

EMDB-63804, PDB-9mcs:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT1 bound with OAA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.51 Å

63805

9mct

EMDB-63805, PDB-9mct:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT1 bound with 2-OG
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.94 Å

63806

9mcu

EMDB-63806, PDB-9mcu:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT2.1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.69 Å

63807

9mcv

EMDB-63807, PDB-9mcv:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT2.1 bound with malate
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.72 Å

63808

9u32

EMDB-63808, PDB-9u32:
Plant chloroplast dicarboxylate transporter AtDiT2.1 bound with Glu
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.51 Å

化合物

ChemComp-OAA:
OXALOACETATE ION

ChemComp-HOH:
WATER

ChemComp-AKG:
2-OXOGLUTARIC ACID

ChemComp-Y01:
CHOLESTEROL HEMISUCCINATE

ChemComp-LMR:
(2S)-2-hydroxybutanedioic acid

ChemComp-GLU:
GLUTAMIC ACID

由来
  • arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
キーワードTRANSPORT PROTEIN / chloroplast / dicarboxylate transporters / C/N coupling / C4 photosynthesis

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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  • EMDB/PDB/SASBDBのエントリから引用されている文献のデータベースです
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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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