An Arabidopsis thaliana high-affinity molybdate transporter required for efficient uptake of molybdate from soil

Resumo

O molibdênio (Mo) é um elemento traço essencial para os organismos vivos, no entanto, nenhum transportador de molibdato foi identificado em eucariotos. Aqui, relatamos a identificação de um transportador de molibdato, MOT1, de Arabidopsis thaliana. O MOT1 é expresso tanto nas raízes quanto nas folhas, e a proteína MOT1 está localizada, em parte, nas membranas plasmáticas e em vesículas. O MOT1 é necessário para a absorção e translocação eficiente de molibdato e para o crescimento normal sob condições de fornecimento limitado de molibdato. Estudos cinéticos em leveduras revelaram que o valor de K(m) do MOT1 para molibdato é de aproximadamente 20 nM. Além disso, a absorção de Mo pelo MOT1 em leveduras não foi afetada pela presença de sulfato, e o MOT1 não complementou uma cepa mutante de levedura deficiente em transportador de sulfato. Esses dados confirmaram que o MOT1 é específico para molibdato e que a alta afinidade do MOT1 permite que as plantas obtenham Mo escasso do solo.

Abstract

Molybdenum (Mo) is a trace element essential for living organisms, however no molybdate transporter has been identified in eukaryotes. Here, we report the identification of a molybdate transporter, MOT1, from Arabidopsis thaliana. MOT1 is expressed in both roots and shoots, and the MOT1 protein is localized, in part, to plasma membranes and to vesicles. MOT1 is required for efficient uptake and translocation of molybdate and for normal growth under conditions of limited molybdate supply. Kinetics studies in yeast revealed that the K(m) value of MOT1 for molybdate is approximately 20 nM. Furthermore, Mo uptake by MOT1 in yeast was not affected by coexistent sulfate, and MOT1 did not complement a sulfate transporter-deficient yeast mutant strain. These data confirmed that MOT1 is specific for molybdate and that the high affinity of MOT1 allows plants to obtain scarce Mo from soil.