这项研究发现，豌豆根瘤菌NodD蛋白的配体结合结构域通过两个蛋白口袋识别橙皮素——一个结合口 袋位于NodD蛋白的单体中，一个位于NodD蛋白的二聚界面上，这种结合构象在已知的NodD所在的转 录调控因子家族中尚属首次发现。进一步分析表明，NodD的三个关键结构元件，形成识别配体的"结合 口袋"，能适配橙皮素等黄酮分子，却不能适配像异黄酮和紫檀烷等其他类别的类黄酮类化合物。这从 结构的角度解释了为什么根瘤菌NodD能够特异性地被类黄酮类分子所结合激活。 豌豆根瘤 菌NodD蛋白与橙皮素复合物的结构示意图。受访团队供图 中国青年报客户端上海1月9日电（中青报·中青网记者王烨捷）今天，中国科学院分子植物科学卓越创 新中心杰里米·默里团队与张余团队合作在国际权威期刊《科学》（《Science》）上在线发表题为"The molecular basis of the binding and specific activation of rhizobial NodD by flavonoids（类黄酮类化合物特异 性结合激活根瘤菌NodD分子机制研究）"的科研论文。该研究首次成功解析了豌豆根瘤菌NodD蛋白与 类黄酮类化 ...

Core Insights - A groundbreaking research paper titled "Molecular Mechanism of Flavonoid Compound-Specific Binding Activating NodD in Rhizobia" was published by a team from the Chinese Academy of Sciences, revealing the molecular-level mechanisms of specific recognition between leguminous plants and rhizobia, further decoding their "symbiotic code" [1][3]. Group 1: Research Findings - The study elucidates the mutualistic relationship where leguminous plants provide carbon sources to rhizobia, which in return convert atmospheric nitrogen into nutrients usable by plants [3]. - Leguminous roots secrete flavonoid compounds that act as chemical signals, akin to a "signal key," which are recognized by the NodD protein in rhizobia, functioning as a "molecular lock" to trigger the symbiotic program [3][4]. - The research highlights the long-term co-evolution that enables precise recognition between the signal and the lock, suggesting potential for engineering NodD proteins to create efficient nitrogen-fixing strains tailored for specific crops [4]. Group 2: Implications for Agriculture - The findings could lead to the development of nitrogen-fixing bacteria that can establish similar symbiotic relationships with non-leguminous crops like rice and corn, thereby reducing agricultural dependence on fertilizers [4]. - The research emphasizes the importance of detailed observation and perseverance in scientific inquiry, despite external skepticism regarding the value of continued research on established discoveries [5].

在自然界中，豆科植物（如大豆、苜蓿）的根部与根瘤菌通过共生形成的根瘤器官是高效的天然氮肥工厂。在该器官中，植物为根瘤菌提供碳源，根瘤菌负 责将空气中的氮气转化为植物可利用形式的氮肥。豆科植物根系所处环境复杂，存在着多种根瘤菌和其他细菌，植物是如何精准识别并只允许"相匹配"的根 瘤菌进入根部结瘤的呢？ （总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉） 研究人员发现，根瘤菌中的NodD蛋白如同一个精密的分子锁，其结合口袋的形状和关键氨基酸的排列，决定了它能被哪一种类黄酮所激活。正是这些微小 的结构差异，构成了不同豆科植物与其专属根瘤菌伙伴之间识别的分子基础。 △嵌合体NodD能够互补苜蓿根瘤菌NodD突变体，恢复其在苜蓿上的固氮结瘤能力 记者从中国科学院分子植物科学卓越创新中心获悉，该中心科研团队首次成功解析了豌豆根瘤菌NodD蛋白与类黄酮类化合物（橙皮素）结合的高分辨复合 物晶体结构，解析了NodD识别类黄酮类化合物的机制，并揭示NodD中决定信号识别特异性的关键结构元件。该研究成果1月9日在国际学术期刊《科学》在 线发表。 这项研究为构建广谱宿主根瘤菌及高效人工固氮系统提供了重要理论依据。未来通过精准改造NodD蛋白，不仅能 ...