生物時計ナノ装置の原子レベルでの解明

在原子水平上阐明生物钟纳米器件

• 批准号: 19037014
• 负责人: 石浦 正寛
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19037014/
• 关键词: 生物時計; 慨日リズム; 時計タンパク質; ナノバイオ; ナノマシン; 自己リン酸化; ATPase活性; 概日リズム; DNA結合タンパク質

藍色細菌の時計タンパク質KaiCを生化学的、遺伝学的に解析し、KaiCが極めて微弱なATPase活性を有することを発見した。KaiCはN末端ドメインとC末端ドメインの2つのドメインからなり、共に一セットのATPaseモチーフを持っているので、ATPase活性の存在が推測されていたが、あまりに活性が微弱なため、これまでその存在は証明することができなかった。今回、好熱性藍色細菌Thermosynechococcus elongatus由来のKaiCを極めて高度に精製することに成功し、KaiCの2つのドメインが共に極微弱なATPase活性を有すること明らかにした。この活性が大腸菌由来のATPaseの混入によるものでないことは、ATPaseモチーフにアミノ酸置換変異を導入したKaic変異体ではその活性が完全に消失することで確認した。極めて興味深いことにKaiC ATPase活性は反応温度を変えても変化しなかった(温度非感受性)。生物時計の周期(速度)は温度に依存せず温度補償されているので、時計のこの特性の少なくとも一部はATPase活性の温度非感受性(温度補償性)で説明できるのかも知れない。アミノ酸置換変異を導入してリン酸化サイトをつぶしたKaiC変異体では、この温度非感受性が失われた。

Blue bacteria count time KaiC biochemical analysis, genetic analysis, KaiC extremely weak ATPase activity has been found KaiC is divided into two segments: the N-terminal segment and the C-terminal segment, and a total of one segment of the ATPase membrane is held. The existence of ATPase activity is speculated, but the activity is weak, and the existence of this activity is proved. Now, the thermophilic blue bacterium Thermosynechococcus elongatus is highly purified from KaiC and has weak ATPase activity. This activity was confirmed by the incorporation of Escherichia coli into the enzyme system. KaiC ATPase activity is not sensitive to temperature. The cycle (velocity) of biochronometer is temperature dependent and temperature compensated. The characteristics of biochronometer are described as temperature insensitive (temperature compensated) of ATPase activity. The temperature sensitivity of the acid is reduced.

项目成果

SDSL-ESR study of the cyanobacterial clock protein

蓝藻时钟蛋白的 SDSL-ESR 研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Kentaro;Ishii;Reiko;Murakami;Risa;Mutoh;Masahiro;Ishiura;Toshiaki;Arata
• 通讯作者: Arata

A compact multi-channel apparatus for automated real-time monitoring of bioluminescence.

一种紧凑的多通道装置，用于自动实时监测生物发光。

• 发表时间: 2007
• 期刊: J. Biochem. Biophys. Method.
• 作者: K.Okamoto;M.Ishiura;T.Torii;S.Aoki
• 通讯作者: S.Aoki

Apparatus for monitoring bioluminescence of biological samples

生物样品生物发光监测装置

• 发表时间: 2008

Systematic identification of circadian clock components in the Chlamydomonas reinhardtii. Invited talk

莱茵衣藻生物钟成分的系统鉴定。

• 发表时间: 2008
• 作者: Matsuo T;Okamoto K;Onai K;Niwa Y;Shimogawara K;Ishiura M.
• 通讯作者: Ishiura M.

好熱性藍色細菌時計タンパク質KaiBの生化学機能解析

嗜热蓝藻时钟蛋白KaiB的生化功能分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 武藤梨沙、村上怜子、三野広幸;伊藤繁、石浦正寛
• 通讯作者: 伊藤繁、石浦正寛