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 AUX1 的研究论文。

       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