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タイトルStructural mechanisms underlying the free fatty acid-mediated regulation of DIACYLGLYCEROL O-ACYLTRANSFERASE 1 in Arabidopsis.
ジャーナル・号・ページPlant Cell, Vol. 37, Issue 10, Year 2025
掲載日2025年10月8日
著者Xiuying Liu / Junjie Li / Danfeng Song / Zhenfeng Liu /
PubMed 要旨Triacylglycerol (TAG) constitutes the primary component of plant oils and is essential for food and biodiesel production. Diacylglycerol O-acyltransferase-1 (DGAT1), the key rate-limiting enzyme in ...Triacylglycerol (TAG) constitutes the primary component of plant oils and is essential for food and biodiesel production. Diacylglycerol O-acyltransferase-1 (DGAT1), the key rate-limiting enzyme in TAG biosynthesis, is an important target for engineering plants with enhanced oil yield and improved fatty acyl composition. Environmental stress triggers the accumulation of toxic lipid intermediates such as free fatty acids (FFAs) and diacylglycerols (DAGs). Plants alleviate lipid toxicity by upregulating DGAT1 to channel the intermediates into TAG. Through biochemical studies, we demonstrate that FFAs directly enhance the activity of Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) DGAT1 (AtDGAT1) by ∼3-fold. Cryo-electron microscopy structures of wild-type (WT) AtDGAT1 and a low-activity mutant (H447A) reveal the binding sites for both substrates (DAG and oleoyl-CoA), 2 products (TAG and CoASH), and multiple FFA molecules. Remarkably, mutating a cysteine residue (Cys246) in contact with the FFA head group to Ala, Ser, or Thr increases AtDAGT1 activity significantly. The C246A mutant accommodates the carboxyl group of FFA slightly deeper within the active site, potentially enhancing substrate binding. Furthermore, the FFA molecules orient the acyl-CoA tail at a position favorable for the catalytic reaction. Our integrated biochemical and structural results provide insights into the catalytic mechanism and activity regulation of DGAT1, which will enable the future engineering of oil crops.
リンクPlant Cell / PubMed:41081525
手法EM (単粒子)
解像度2.6 - 3.54 Å
構造データ

65115

9vjm

EMDB-65115, PDB-9vjm:
Structure of the plant diacylglycerol O-acyltransferase 1 C246A mutant
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.28 Å

65126

9vjx

EMDB-65126, PDB-9vjx:
Structure of the plant diacylglycerol O-acyltransferase 1 H447A mutant
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.6 Å

65127

9vk0

EMDB-65127, PDB-9vk0:
Structure of the plant diacylglycerol O-acyltransferase 1 in complex with triacylglycerol and free fatty acid
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.01 Å

65128

9vk1

EMDB-65128, PDB-9vk1:
Structure of the plant diacylglycerol O-acyltransferase 1 in complex with oleoyl-CoA
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.54 Å

EMDB-65167: Structure of plant diacylglycerol O-acyltransferase 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.09 Å

EMDB-65252: Structure of plant diacylglycerol O-acyltransferase 1
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.01 Å

化合物

ChemComp-OLA:
OLEIC ACID

PDB-1lvf:
syntaxin 6

ChemComp-COA:
COENZYME A

ChemComp-LPP:
2-(HEXADECANOYLOXY)-1-[(PHOSPHONOOXY)METHYL]ETHYL HEXADECANOATE / リン脂質*YM

PDB-1ew5:
Unknown entry

ChemComp-3VV:
S-{(3R,5R,9R)-1-[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-amino-9H-purin-9-yl)-4-hydroxy-3-(phosphonooxy)tetrahydrofuran-2-yl]-3,5,9-trihydroxy-8,8-dimethyl-3,5-dioxido-10,14-dioxo-2,4,6-trioxa-11,15-diaza-3lambda~5~,5lambda~5~-diphosphaheptadecan-17-yl} (9Z)-octadec-9-enethioate (non-preferred name)

ChemComp-HOH:
WATER

由来
  • arabidopsis thaliana (シロイヌナズナ)
キーワードMEMBRANE PROTEIN / TAG synthysis / activity regulation / FFA / intramembrane enzyme

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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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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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