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Accès ouvert déclaré 2026 article

A milestone in C4 carbon concentration mechanism evolution: structural remodeling of NADP-malic enzyme in Poaceae

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Rattachement africain : de, ar. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The evolution of C4 photosynthesis required extensive modification of ancestral enzymes enabling the development of an efficient carbon concentrating mechanism. A key example is NADP-malic enzyme (NADP-ME), which, in maize and sorghum-members of the same C4 lineage-underwent gene duplication and neofunctionalization, resulting in 2 plastidic isoforms with distinct oligomeric states: a tetrameric C4-specific isoform and a dimeric housekeeping (nonC4) isoform. In this study, we resolve the structural basis of this oligomeric divergence using X-ray crystallography, cryo-electron microscopy, and molecular modeling combined with targeted biochemical analysis. Our findings demonstrate that the N-terminal region of nonC4-NADP-ME is involved in its oligomeric organization, whereas a suite of adaptive substitutions at the dimer interface drives the transition to the stable tetramer characteristic of the C4 isoform. Moreover, the C-terminal region stabilizes the oligomeric states of C4- and nonC4-NADP-ME through specific interactions with adaptive residues. We propose that tetramerization mitigates aggregation at the high expression levels demanded by the C4 cycle and likely creates a scaffold for the emergence of regulatory properties. Collectively, the data show that remodeling of terminal domains and inter-subunit interfaces rewires the quaternary architecture of the enzymes, illustrating how subtle structural changes can drive the evolution of complex innovations such as C4 photosynthesis.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A milestone in C4 carbon concentration mechanism evolution: structural remodeling of NADP-malic enzyme in Poaceae
Date Crossref
01/04/2026
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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