シアノバクテリアの概日時計:kai遺伝子群の発現制御とkai蛋白質の動態

蓝藻生物钟：kai基因组表达调控和kai蛋白动态

• 批准号: 01F00107
• 负责人: 近藤 孝男
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00107/
• 关键词: シアノバクテリア; 概日時計; kai時計遺伝子; ネガティブフィードバック; 蛋白質相互作用; ATP; GTP結合能; 時計蛋白のリン酸化; センサーキナーゼ

計画に基づき、シアノバクテリアの概日時計を解析し、以下のような成果を得た。1)KaiC蛋白質のリン酸化がKaiA蛋白質により大きく促進されることを明らかにし、この2つの蛋白質が協同してkaiBCの発現を促進していることを示唆した(PNAS,2002)。KaiC蛋白質の主要なリン酸化部位を見出し,質量分析による残基の決定作業も進展している。2)KaiC蛋白質の分布をゲル濾過法で解析し、KaiCが夜間に細胞内で大きな複合体を形成していることを明らかにした(J. Biol. Chem,2003)。3)KaiBはKaiAに拮抗的にKaiCを脱リン酸化を促進することを明らかにした。また,KaiBの細胞内分布パターンに顕著な概日リズムを見出し,3つのKai蛋白質の協働を示唆した(EMBO J印刷中)4)KaiC蛋白質によるゲノム全域にわたる遺伝子発現の抑制を示し、一方、大腸菌由来のプロモーターの制御によるkaiBC発現フィードバックにより概日振動を発生させることが出来た。この2つの成果はシアノバクテリアのこれまでのモデルに大きな変更をもたらすものである(投稿準備中)。5)細胞内の時計蛋白質の分布を調べ、KaiC蛋白質は膜画分と核様体に多く存在することを明らかにし,さらにKaiCのDNA結合能についても詳細な生化学データが蓄積しつつある。

The project is based on the analysis of the time schedule of the project, and the following results are obtained. 1)KaiC protein acidification promotes the development of KaiA protein (PNAS,2002). The main acidified sites of KaiC protein have been identified, and the determination of residues by mass analysis has been progressing. 2) The distribution of KaiC protein was analyzed by filtration method, and KaiC protein complex was formed in cells at night (J. Biol. Chem,2003). 3)KaiB antagonizes KaiC The intracellular distribution of KaiB is shown in the following table: 3) KaiB protein coordination is shown in EMBO J printing; 4)KaiC protein inhibition of gene production is shown in the global domain; and 3) KaiB protein development is shown in the control of Escherichia coli origin and vibration. The results of this article are as follows: 1. 5)The distribution of time-dependent proteins in cells is regulated, and KaiC protein is present in membrane and nucleus.

项目成果

北山陽子: "KaiB functions as an attenuator of KaiC phosphorylation in the cyanobacterial clock system"EMBO Journal. (印刷中). (2003)

Yoko Kitayama：“KaiB 在蓝细菌时钟系统中充当 KaiC 磷酸化的衰减器”EMBO 杂志（2003 年）。

岩崎秀雄: "Histidine kinases in the cyanobacterial circadian system"Histidine kinases (Academic Press). (Book Chapter). 297-311 (2003)

Hideo Iwasaki：“蓝藻昼夜节律系统中的组氨酸激酶”组氨酸激酶（学术出版社）（书籍章节）297-311（2003）。

岩崎秀雄: "KaiA-stimulated KaiC phosphorylation in circadian timing loops in cyanobacteria"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 15788-15793 (2002)

Hideo Iwasaki：“蓝藻昼夜节律循环中 KaiA 刺激的 KaiC 磷酸化”Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99. 15788-15793 (2002)。

谷口靖人: "Two KaiA-binding domains of cyanobacterial circadian clock protein KaiC"FEBS Lett.. 496. 86-90 (2001)

Yasuto Taniguchi：“蓝藻生物钟蛋白 KaiC 的两个 KaiA 结合域” FEBS Lett.. 496. 86-90 (2001)

景山伯春: "Circadian formation of clock protein complexes by KaiA, KaiB, KaiC and SasA in cyanobacteria"J. Biol. Chem.. 278. 2388-2395 (2003)

Hakuharu Kageyama：“蓝藻中 KaiA、KaiB、KaiC 和 SasA 的时钟蛋白复合物的昼夜节律形成”J. Biol. 278. 2388-2395 (2003)