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。

根据计划，分析了昼夜节律时钟，并获得以下结果。 1）我们透露，KAIA蛋白极大地促进了KAIC蛋白的磷酸化，这表明这两种蛋白质合作以促进KAIBC的表达（PNAS，2002）。还发现了KAIC蛋白的主要磷酸化位点，并进行了质谱法确定残基的工作。 2）通过凝胶过滤分析KAIC蛋白的分布，以表明KAIC在夜间在细胞内形成大型复合物（J.Biol。Chem，2003）。 3）KAIB已被证明可以促进KAIC与KAIA拮抗的磷酸化。此外，在KAIB的亚细胞分布模式中发现了著名的昼夜节律，这表明三种KAI蛋白的合作（在EMBO J打印中）4）4）显示了基因组跨基因表达的抑制，而昼夜节律振荡可以由E. kaibc表达反馈的colliceconcoledections colleconed coli-Coli-coli-coli-coli-coli-coli-coli-coli-coli-coli-coli-colie ofliend促进剂。这两个结果导致了先前的蓝细菌模型的重大变化（为发布准备）。 5）检查细胞中时钟蛋白的分布，已经表明，KAIC蛋白在膜级分和核苷中很丰富，并且详细的生化数据也在KAIC的DNA结合能力上积累。

项目成果

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)

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）。