硝酸盐响应型转运蛋白CmpABCD

高碳低氮下激活

胞内硝酸盐直接解除自抑制构象，恢复碳酸氢盐转运，将碳氮代谢平衡整合在单个转运蛋白上。

Li, Qin · Hou, Wentao · Han, Jing · Chen, Yu-Xing · 江永亮 · Zhou, Cong-Zhao

Nature Communications 2026

技术优势

无需额外信号蛋白

调控结构域直接结合硝酸盐并改变构象，不依赖第二信使或磷酸化级联，响应链路更短。

低氮时自动锁死

硝酸盐浓度低时，CmpBCD形成自抑制构象，两个ATP酶结构域被锁住，避免无效的碳酸氢盐吸收。

直接耦合碳氮平衡

无机碳吸收直接响应胞内硝酸盐水平，为蓝藻提供一种简单经济的碳氮稳态策略。

应用场景

• 蓝藻碳氮代谢工程：用硝酸盐浓度直接开关碳吸收，简化碳氮协同调控回路。
• 光合微生物工厂：将碳固定与氮营养挂钩，避免低碳氮比时浪费能量。
• 无机碳浓缩机制：提供可调控的碳酸氢盐吸收通道，增强碳浓缩效率。
• ABC转运蛋白工程：展示通过融合调控域改造ABC转运蛋白活性的通用策略。