施一公团队发表最新PNAS论文

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

吲哚乙酸（IAA）是植物生长素（ Auxin ）的主要形式，对植物的生长至关重要。生长素抗性-1（AUX1）是首个被鉴定出的生长素转运蛋白，在植物的愈伤组织生长、维管组织模式形成、叶片叶序模式形成、 根冠发育以及顶端钩形成等方面发挥着关键的调控作用。然而，其作用机制目前还不十分清楚。

近日，西湖大学施一公院士、王程程副研究员、敬丹等人在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为：Structural basis of auxin binding and transport by

Arabidopsis thaliana

该研究解析了拟南芥AUX1在未结合 IAA 状态和结合 IAA 状态下的冷冻电镜结构，从而揭示了 AUX1 结合和转运生长素的结构基础。

在这项新研究中，研究团队解析了拟南芥 AUX1 在未结合 IAA 状态和结合 IAA 状态下的冷冻电镜结构。

AUX1 以单体形式存在，包含 11 个跨膜螺旋（Transmembrane Helice，TM）。TM1 至 5 和 TM6 至 10 构成了经典的 LeuT 折叠结构的两半，而 TM11 则在两半的交界处与它们相互作用。

在 IAA 结合的状态下，IAA 会被由 TM1、TM3、TM6 和 TM8 构成的中央口袋特异性识别。在 IAA 存在的情况下，TM1 和 TM6 发生显著的构象变化，这对 IAA 的运输至关重要。His249 被证明是底物摄取和释放的关键氨基酸残基。

该研究解析的结构揭示了由 AUX1 介导的 IAA 结合与运输的分子基础，并为未来基于结构的 AUX1/LAX 家族功能研究以及在农业中应用生长素类似物奠定了基础。

值得一提的是，这篇PNAS论文发表几天后，Nature Plants期刊发表了来自法国图卢兹大学、丹麦奥胡斯大学、德国慕尼黑工业大学的合作的题为：Structures and mechanism of the AUX/LAX transporters involved in auxin import 的研究论文。该研究同样解析了 AUX/LAX 家族转运生长素的结构与机制。

论文链接：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2513424122

https://www.nature.com/articles/s41477-025-02056-z