Structural insights and membrane binding properties of MGD1, the major galactolipid synthase in plants
2016
Rocha, Joana | Sarkis, Joe | Thomas, Aline | Pitou, Laurence | Radzimanowski, Jens | Audry, Magali | Chazalet, Valérie | de Sanctis, Daniele | Palcic, Monica M. | Block, Maryse A. | Girard-Egrot, Agnès | Maréchal, Eric | Breton, Christelle | Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV) ; Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]) | Génie Enzymatique, Membrane Biomimétique et Assemblages Supramoléculaires (GEMBAS) ; Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires (ICBMS) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon) ; Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Unit of Virus Host Cell Interactions = Biologie structurale des interactions entre virus et cellule hôte (UVHCI) ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-European Molecular Biology Laboratory [Grenoble] (EMBL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) | Carlsberg Fondation = Carlsbergfondet [Copenhague] | Physiologie cellulaire et végétale (LPCV) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | Région Rhône-Alpes | ANR-10-BLAN-1524,ReGal,Régulation moléculaire de la biosynthèse des Galactolipides chloroplastiques(2010)
International audience
Show more [+] Less [-]English. Monogalactosyldiacylglycerol (MGDG) and digalactosyldiacylglycerol (DGDG) are the major lipid components of photosynthetic membranes, and hence the most abundant lipids in the biosphere. They are essential for assembly and function of the photosynthetic apparatus. In Arabidopsis, the first step of galactolipid synthesis is catalyzed by MGDG synthase 1 (MGD1), which transfers a galactosyl residue from UDP-galactose to diacylglycerol (DAG). MGD1 is a monotopic protein that is embedded in the inner envelope membrane of chloroplasts. Once produced, MGDG is transferred to the outer envelope membrane, where DGDG synthesis occurs, and to thylakoids. Here we present two crystal structures of MGD1: one unliganded and one complexed with UDP. MGD1 has a long and flexible region (approximately 50 amino acids) that is required for DAG binding. The structures reveal critical features of the MGD1 catalytic mechanism and its membrane binding mode, tested on biomimetic Langmuir monolayers, giving insights into chloroplast membrane biogenesis. The structural plasticity of MGD1, ensuring very rapid capture and utilization of DAG, and its interaction with anionic lipids, possibly driving the construction of lipoproteic clusters, are consistent with the role of this enzyme, not only in expansion of the inner envelope membrane, but also in supplying MGDG to the outer envelope and nascent thylakoid membranes.
Show more [+] Less [-]AGROVOC Keywords
Bibliographic information
This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique