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始原菌の生物時計タンパク質KaiCの構造と機能

古细菌生物钟蛋白KaiC的结构与功能

基本信息

批准号：
11877048
负责人：
石浦正寛
金额：
$ 1.34万
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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

KaiCタンパク質は重複構造をとっており、それぞれ前半分(CI domain)と後半部(CIIdomain)のユニットは典型的なATPaseのモチーフ(Walker's motifs A[あるいはP-loop]and B)を持っている。さらにGTP結合タンパク質のDXXGモチーフも持っている。実際にATPやGTPが結合するかどうかを試験管内で検討したところ、結合が認められた。次にこれらのモチーフが結合活性や時計機能に関与するかどうかを、遺伝子改変で解析した。先ずCI domainのP-loop(P-loop1)とCII[domainのP-loop(P-loop2)をそれぞれアミノ置換(52番目あるいは294番目のリジンをヒスチジンに置換)によって破壊した。P-loop1を破壊すると、ATPの結合能が消失し、リズムも完全に消失した。ただしGTP結合能は影響されなかった。一方、P-loop2を同様に破壊すると、ATP結合能、GTP結合能共に影響されなかったが、リズムの周期が70時間に伸びた。P-loop1あるいはP-loop2のスレオニンをアラニンに置換すると、共にリズムが消失した。したがって、P-loop1もP-loop2も共に時計機能に関与すると考えられる。ただし、P-loop1を破壊した場合と、P-loop2を破壊した場合とでは、時計に及ぼす影響の大きさに差が認められたことより、前半分と後半分は重複構造ではあるが、機能的には完全には相同ではないことが示唆された。以上の結果から、KaiCの機能にはATPやGTPの結合が重要であることが分かった。また前半分と後半分は機能的には相同ではないことが判明した。

KaiC domain repeats the structure of the first half (CI domain) and the second half (CII domain) of the first half (Walker's motifs A[P-loop]and B). DXXG is a GTP binding agent. ATP and GTP are bound together in the test tube. The next step is to combine the active timer function with the analysis of the transmission. First, CI domain P-loop(P-loop1) and CII[domain P-loop(P-loop2)] are replaced by the same substitution. The binding energy of ATP disappears when P-loop1 is broken. GTP binding can affect the ability of the host to bind GTP. One side, P-loop2, ATP binding energy, GTP binding energy affect the cycle time of the first and second cycles. P-loop1 is not available. P-loop2 is not available. P-loop1 and P-loop2 are related to the clock function. P-loop1 is broken, P-loop2 is broken, P-loop 3 is As a result, KaiC's function is to combine ATP and GTP. The first half is the same as the second half.