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タイトルStructure of Chlamydomonas reinhardtii LciA guided the engineering of FNT family proteins to gain bicarbonate transport activity.
ジャーナル・号・ページNat Plants, Vol. 12, Issue 1, Page 231-240, Year 2026
掲載日2026年1月8日
著者Jiaxin Guo / Zhao Yang / Xue Zhang / Feifan Liu / Miaolian Ma / Fang Yu / Jirong Huang / Peng Zhang /
PubMed 要旨Engineering functional CO-concentrating mechanisms into C crops holds great potential for enhancing photosynthetic efficiency. Limited CO-inducible A (LciA), a chloroplast envelope bicarbonate ...Engineering functional CO-concentrating mechanisms into C crops holds great potential for enhancing photosynthetic efficiency. Limited CO-inducible A (LciA), a chloroplast envelope bicarbonate channel belonging to the formate/nitrite transporter (FNT) family, is a key algal CO2-concentrating mechanism component and has been considered as a prime candidate for introduction into C plants. However, its application has been hindered by an incomplete mechanistic understanding. Here we report the cryogenic electron microscopy structure of Chlamydomonas reinhardtii LciA. Combining structural analysis and growth assays, we determined key residues governing substrate access and permeation, and identified two substitutions (K136A/A114F) that enhance LciA activity. We found that bicarbonate selectivity is governed by electrostatic coordination mediated by Lys220 and steric constraint imposed by Ala117 and Val267 within the selectivity filter. Leveraging these insights, we successfully engineered the bacterial FNT family nitrite channel NirC through site-directed mutagenesis to gain bicarbonate transport activity, and we characterized the bicarbonate transport capacity of the Chlamydomonas nitrite channels NAR1.1/NAR1.5, which were amenable to further enhancement. Taken together, our study establishes LciA as a fundamental template for engineering and identifying FNT proteins with bicarbonate transport capability, thereby greatly expanding the molecular toolkit for synthetic biology approaches aimed at boosting photosynthetic efficiency in both algae and crops.
リンクNat Plants / PubMed:41507353
手法EM (単粒子)
解像度2.37 Å
構造データ

64722

9v2a

EMDB-64722, PDB-9v2a:
The Chlamydomonas reinhardtii bicarbonate transporter LciA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.37 Å

由来
  • chlamydomonas reinhardtii (クラミドモナス)
キーワードTRANSPORT PROTEIN / Chlamydomonas reinhardtii / bicarbonate transporters / LciA / CO2-concentrating mechanism

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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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万見文献

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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
  • Pubmedのデータを利用しています

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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