Abstract Pendrin SLC26A4 is an anion exchanger expressed in apical membranes of selected epithelia. Pendrin ablation causes Pendred syndrome, a genetic disorder disease associated with sensorineural hearing loss, hypothyroid goiter, and reduced blood pressure. However, its molecular structure has remained unknown limiting our understanding. Here, we determined the structures of mouse pendrin with symmetric and characteristically asymmetric homodimer conformations by cryo-electron microscopy. The asymmetric homodimer consists of an inward-facing protomer and an intermediate-state protomer, representing the coincident uptake and secretion process, and exhibits the unique state of pendrin as an electroneutral exchanger. This previously unrevealed conformation, together with other conformations we captured, provides an inverted alternate-access mechanism for anion exchange. Furthermore, our structural and functional data disclosed the properties of anion exchange cleft and interpreted the important pathogenetic mutations. These investigations shed light on the pendrin exchange mechanism and extend our structure-guided understanding of pathogenetic mutations. One-Sentence Summary Cryo-EM asymmetric Pendrin homodimer cracks its exchange mechanism and guides our understanding for pathogenetic mutations.

Hyperspectral LiDAR (HSL) is a new type of active detection equipment, which can combine high-resolution spectral data and 3D spatial information into one system. However, the process of collecting data with HSL is susceptible to the effects of incident angle, which in turn affects the ability to monitor chlorophyll, requiring correction measures. In this paper, we analyzed the theoretical basis of using multiple band spectral ratios to overcome the influence of incident angles and proposed four types of multi-band spectral ratio indices for chlorophyll inversion. Next, HSL was used to collect leaf sample data at different angles and their SPAD values, the index forms were optimized with kernel functions, and index construction was completed based on correlation coefficients and variation coefficients. Finally, SPAD inversion was conducted at multiple angles using Partial Least Squares Regression (PLSR) as the prediction model. The results show that the average R² of inversion with the new spectral index in the public dataset (ANGERS) and HSL data are 0.908 and 0.916, RMSE are 6.041 and 3.318, which is better than conventional spectral indices. It indicates that the new multi-band spectral ratio index can correct the incident angle and improve the accuracy of chlorophyll inversion of HSL data.