生物時計装置の原子レベルでの解明

从原子水平阐明生物钟系统

• 批准号: 15657047
• 负责人: 石浦 正寛
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15657047/
• 关键词: 生物時計; 時計タンパク質; KaiA; KaiB; KaiC; X線結晶構造解析; 好熱性藍植細菌; Thermosynechococcus elongatus BP-1

藍色細菌の生物時計遺伝子kaiA、kaiB、kaiCを世界で初めて同定して以来、我々は藍色細菌の生物時計の研究において世界の最先端に位置している。制御タンパク質の一種である時計タンパク質は、藍色細菌由来のものを含めて一般に安定な形で大量調製することが困難なため、時計タンパク質の構造と機能の研究はほとんど手つかずである。我々はX線結晶構造解析により時計タンパク質の立体構造を解明し、時計の分子機構(24時間周期の自律的な発振機構)を原子レベルで明らがにしたいと考えている。分解能1.8ÅでKaiAのC末端時計発振ドメイン(KaiA_<174-283>)の構造解析に成功した。サブユニット構造は新規フォールドであった。機能単位である二量体構造はユニークであり、凹レンズ型構造であった。In Vitro生化学解析、in vivoリズム発現解析により時計発振に重要な残基HiS270を同定した。KaiBに関して、64位のThr残基をCysに置換した変異タンパク質を調製し、共結晶化法でKaiB水銀原子置換結晶を調製し、分解能2.6Åの構造解析に成功した。サブユニット構造は新規フォールドであった。機能構造は四量体であり、非対称構造を持つ極めてユニークな菱形板状構造であった。四量体構造の表面静電ポテンシャルより、概日リズム発振に重要な特徴的な領域(1)Negative ridgeと(2)Positive cleftを見いだした。六量体型KaiCの結晶構造解析のため、新たに変異タンパク質の結晶化を目指した。変異タンパク質の精製法を確立し、結晶化に成功した。しかし、極めて薄い板状晶であるため、X線照射には不適切であった。現在、結晶化条件を検討し、X線照射に適した結晶の調製を目指している。

The biological chronology genes kaiA, kaiB, kaiC of blue bacteria have been at the forefront of the world since the beginning of the same period. A study on the structure and function of blue bacteria, which is a kind of control substance, is carried out. The X-ray crystal structure analysis of the crystal structure of the crystal structure of the crystal The structural analysis of KaiA C-terminal time-measuring vibration detector (KaiA_ ) with decomposition energy of 1.8 <174-283>was successful.サブユニット构造は新规フォールドであった。The function of the two-dimensional structure is to create a concave structure. In Vitro biochemical analysis, in vivo detection analysis, timing detection, and identification of important residues HiS270 The structure analysis of KaiB was successfully performed by co-crystallization method with mercury atom replacement crystal modulation and decomposition energy of 2.6 g.サブユニット构造は新规フォールドであった。The functional structure is composed of four dimensions, and the asymmetrical structure is composed of diamond plate. The important characteristic areas of surface electrostatic separation of four-dimensional structure are (1)Negative ridge and (2)Positive cleft. Analysis of crystal structure of six-dimensional KaiC The purification method of different quality was established and the crystallization was successful. The X-ray irradiation is inappropriate. Now, crystallization conditions are discussed, X-ray irradiation is suitable for crystallization modulation.

项目成果

Burder R.et al.: "Identification of a new cryptochrome class : structure, function and evolution"Mol.Cell. 11. 59-67 (2003)

Burder R.等人：“新隐花色素类的鉴定：结构、功能和进化”Mol.Cell。

Onai K.et al.: "Natural transformation of the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus BP-1 : a simple and efficient method for gene transfer"Mol.Genet.Genomics. 271. 50-59 (2004)

Onai K.等人：“嗜热蓝细菌Thermosynechocococcus elongatus BP-1的自然转化：一种简单而有效的基因转移方法”Mol.Genet.Genomics。

Hayashi F.et al.: "ATP-induced hexameric ring structure of the cyanobacterial circadian clock protein KaiC"Genes to Cells. 8. 287-296 (2003)

Hayashi F.等人：“ATP诱导的蓝藻生物钟蛋白KaiC的六聚环结构”基因到细胞。