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生物時計装置作動の可視化

生物钟设备运行可视化

基本信息

批准号：
17657063
负责人：
石浦正寛
金额：
$ 2.3万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

藍色細菌の生物時計分子装置は3つの時計タンパク質KaiA、KaiB、KaiCから構成され、これまでにKaiA(我々による)とKaiCの原子構造がX線結晶構造解析により解明されている。我々は、別府温泉産の好熱性藍色細菌Thermosynechococcus elongatusにおいて遺伝子移入系を確立し、生物発光リズム系を開発、さらに時計タンパク質と時計関連タンパク質の大腸菌における大量生産法と高度精製法を確立し、これらタンパク質の生化学的解析とX線結晶構造解析を進めてきた。本実験計画では、未解明であったT.elongatus KaiBの結晶構造を解明した(Iwase et al.,2005,J.Biol.Chem.280:43141-43149)。KaiBは他のタンパク質との相同性も既知のモチーフも見つかっておらず、構造機能相関の推測が困難でした。我々はX線結晶構造解析により分解能2.6ÅでKaiBの4量体6角板状構造を解明し、その原子構造に基づき時計機能に重要なアミノ酸残基と「サブ構造」を実験的に同定した。in vivoリズム解析により、サブ構造である負電荷に富んだ2列の尾根状構造(negative ridges)とその間に存在する正電荷に富んだ溝状構造(positive cleft)が、時計発振に重要なことを明らかにした。KaiBサブユニット構造は新規フォールドであり、KaiBにおける構造機能相関の解明は世界初である。次にKaiA-KaiC聞の相互作用を一分子計測で解析するため、KaiC6量体をガラス基板に固定し、蛍光色素で修飾したKaiAを貫流して、相互作用を解析した。現在のところ、KaiAの非特異的吸着のノイズが高すぎて特異的なシグナルを検出するに至っていない。KaiAの非特異的吸着の軽減策の検討や溶液系での一分子計測系の立ち上げを試みつつある。

Blue bacteria biological chronometer molecular device is composed of KaiA, KaiB, KaiC, KaiA(I), KaiC and X-ray crystal structure analysis. We have established a system for the migration of thermophilic blue bacteria Thermosynechococcus elongatus from hot springs in Beppu, developed a system for biological luminescence, established a method for the high purification of mass production, and made progress in the biochemical analysis and X-ray crystal structure analysis of thermophilic blue bacteria. The crystal structure of T.elongatus KaiB was elucidated (Iwase et al., 2005,J.Biol.Chem.280:43141-43149)。KaiB is difficult to predict the relationship between structure and function. The X-ray crystal structure analysis of KaiB has a decomposition energy of 2.6 μ m. The four-dimensional and six-angle plate structure of KaiB has been analyzed. The atomic structure of KaiB has been determined by the same method as that of KaiB. The basic structure of KaiB has been determined by the same method. In vivo, the negative charge is rich in two rows of tail root structures, and the positive charge is rich in two rows of tail root structures. KaiB Next, KaiA-KaiC interaction was analyzed by molecular measurement, KaiC6 quantity was fixed on substrate, and KaiA was modified by fluorescence. Now, KaiA's non-specific adsorption process is highly sensitive to the specific adsorption process. KaiA's non-specific sorption strategy is discussed in the solution system and a molecular measurement system is developed.