ZmYS1 Functions as a Proton-coupled Symporter for Phytosiderophore- and Nicotianamine-chelated Metals

铁载体 共转运蛋白 协同运输机 生物化学 螯合作用 化学 运输机 突变体 质子输运 生物物理学 生物 无机化学 基因 有机化学
作者
Gabriel Schaaf,Uwe Ludewig,B. Erenoğlu,Satoshi Mori,Takeshi Kitahara,Nicolaus von Wirén
出处
期刊:Journal of Biological Chemistry [Elsevier]
卷期号:279 (10): 9091-9096 被引量:360
标识
DOI:10.1074/jbc.m311799200
摘要

Among higher plants graminaceous species have the unique ability to efficiently acquire iron from alkaline soils with low iron solubility by secreting phytosiderophores, which are hexadentate metal chelators with high affinity for Fe(III). Iron(III)-phytosiderophores are subsequently taken up by roots via YS1 transporters, that belong to the OPT oligopeptide transporter family. Despite its physiological importance at alkaline pH, uptake of Fe-phytosiderophores into roots of wild-type maize plants was greater at acidic pH and sensitive to the proton uncoupler CCCP. To access the mechanism of Fe-phytosiderophore acquisition, ZmYS1 was expressed in an iron uptake-defective yeast mutant and in Xenopus oocytes, where ZmYS1-dependent Fe-phytosiderophore transport was stimulated at acidic pH and sensitive to CCCP. Electrophysiological analysis in oocytes demonstrated that Fephytosiderophore transport depends on proton cotransport and on the membrane potential, which allows ZmYS1-mediated transport even at alkaline pH. We further investigated substrate specificity and observed that ZmYS1 complemented the growth defect of the zinc uptake-defective yeast mutant zap1 and transported various phytosiderophore-bound metals into oocytes, including zinc, copper, nickel, and, at a lower rate, also manganese and cadmium. Unexpectedly, ZmYS1 also transported Ni(II), Fe(II), and Fe(III) complexes with nicotianamine, a structural analog of phytosiderophores, which has been shown to act as an intracellular metal chelator in all higher plants. Our results show that ZmYS1 encodes a proton-coupled broad-range metal-phytosiderophore transporter that additionally transports Fe- and Ni-nicotianamine. These biochemical properties indicate a novel role of YS1 transporters for heavy metal homeostasis in plants.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
红领巾klj完成签到 ,获得积分10
2秒前
木雨亦潇潇完成签到,获得积分10
12秒前
BASS完成签到 ,获得积分10
14秒前
陈大侠完成签到 ,获得积分10
15秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
王子完成签到,获得积分10
27秒前
风秋杨完成签到 ,获得积分10
28秒前
小白杨完成签到 ,获得积分10
31秒前
ming123ah完成签到,获得积分10
32秒前
chenying完成签到 ,获得积分0
37秒前
2012csc完成签到 ,获得积分0
45秒前
Wang完成签到,获得积分20
54秒前
幽默大象完成签到 ,获得积分10
57秒前
丸子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
DT发布了新的文献求助10
1分钟前
光亮面包完成签到 ,获得积分10
1分钟前
乐正怡完成签到 ,获得积分0
1分钟前
程先生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
露亮完成签到,获得积分10
1分钟前
露亮发布了新的文献求助10
1分钟前
Garfield完成签到 ,获得积分10
1分钟前
打工是不可能打工的完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhaoyaoshi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
粗犷的灵松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
知否完成签到 ,获得积分10
2分钟前
李浅墨完成签到 ,获得积分10
2分钟前
joeqin完成签到,获得积分10
2分钟前
鲍binyu完成签到 ,获得积分10
2分钟前
WZH完成签到 ,获得积分10
2分钟前
阳光老人完成签到 ,获得积分10
2分钟前
龙阔完成签到 ,获得积分10
2分钟前
苻醉山完成签到 ,获得积分10
2分钟前
suki完成签到 ,获得积分10
2分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
2分钟前
吴旭东完成签到,获得积分10
2分钟前
非鱼鱼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
沿途东行完成签到 ,获得积分10
3分钟前
moroa完成签到 ,获得积分10
3分钟前
铜豌豆完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
Contemporary Issues in Evaluating Treatment Outcomes in Neurodevelopmental Disorders 1000
rhetoric, logic and argumentation: a guide to student writers 1000
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 1000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
A Chronicle of Small Beer: The Memoirs of Nan Green 1000
From Rural China to the Ivy League: Reminiscences of Transformations in Modern Chinese History 900
Eric Dunning and the Sociology of Sport 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2915913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2555930
关于积分的说明 6912680
捐赠科研通 2216463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1178122
版权声明 588381
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 576594