シアノバクテリア生物時計の位相同調現象解明に向けたＫａｉＣの制御機構解析

分析KaiC控制机制阐明蓝藻生物钟相位同步现象

• 批准号: 16J08362
• 负责人: 大山 克明
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08362/
• 关键词: 概日時計; シアノバクテリア; Kaiタンパク質

試験管の中で再構成可能なシアノバクテリアの概日時計は中心振動体であるKaiCのリン酸化状態の往来が約24時間周期で変動する。このKaiCのリン酸化状態の変動が周期的に起こる分子メカニズムは不明な点が多い。本研究は、この分子メカニズム解明を目指して、KaiCを構成する2つのリング構造に着目して、KaiCのリン酸化と構造の変化について解析した。KaiCは2つのリング構造（CIリングとCIIリング）を構成する六量体タンパク質である。KaiCのCIリングとCIIリングを個別に精製し、リン酸化状態およびゲル濾過クロマトグラフィーによるオリゴマー構造を解析した。その結果、KaiCの432番目に相当するスレオニン残基がリン酸化されることによって六量体のCIIリングが単量体に解離することが示された。一方で、CIリングは常に六量体を保持することが明らかとなった。KaiCは11℃以下の温度ではリン酸化状態が高くなり、11℃以上の温度ではリン酸化状態は低下する。そのため、CIIリングもKaiCと同様に温度によるリン酸化状態の変化が期待される。そこで、精製したCIIリングの4℃から30℃の間でのリン酸化状態を解析した。その結果、調べた範囲の温度においてCIIリングのリン酸化状態が上昇した。このことから、CIIリングには「脱リン酸化活性がない」もしくは「脱リン酸化活性が抑えられている」と考えられる。すなわち、CIリングの存在によってKaiCは脱リン酸化活性が発揮できることが示唆された。これらの結果から、KaiCは432番目のスレオニンのリン酸化によってCIIリング構造が緩み、CIリングが六量体を保持することでCIIリングの物理的な解離を抑制していることが推察された。

It is possible to restructure the central vibration system into a daily schedule. The vibration body of the center is responsible for KaiC cycle acidification. The cycle time cycle is about 24. The starting point of the acidizing state activity cycle of the acidizing KaiC is that the molecular weight is unknown. In this study, molecules were used to understand the target, KaiC was used to make eye contact, KaiC was acidified and acidified. KaiC (CI) has been built into a six-dimensional mass (CI). KaiC CI system CII data analysis and acidification analysis are required to improve the overall performance. The results showed that the results of KaiC 432 tests showed that the residues were acidified, the residues were acidified, the samples were measured by CII, and the samples were dissociated. On the one hand, CI will always keep the six-dimensional body, and keep it clear. KaiC temperature below 11 ℃, acidizing state, high temperature, high temperature, high acidizing state, low acidizing state, low acidizing state. Temperature, CII, KaiC, temperature, acidification, acidification, expectation, temperature, acidizing, acidification, temperature, temperature The temperature is 4 ℃, the temperature is 30 ℃, the temperature is 30 ℃, the acidizing state is analyzed, and the acidizing state is analyzed. The results show that the temperature in the range of temperature, temperature, Deacidizing activity, acidizing activity, acidifying activity, acidizing activity There is an indication of acid activity in the presence of CI, KaiC, acidizing activity and instigation. The results showed that KaiC 432 was used to treat acid, CII, CII, CI, CII, physics, dissociation, inhibition, dissociation, and so on.

项目成果

シアノバクテリア時計タンパク質KaiCにおけるATP加水分解に伴う構造変換

蓝藻时钟蛋白 KaiC 中与 ATP 水解相关的结构转变

• 发表时间: 2016
• 作者: Katsuaki Oyama;Chihiro Azai;Kaori Nakamura;Syun Tanaka and Kazuki Terauchi;大山克明，浅井智広，寺内一姫
• 通讯作者: 大山克明，浅井智広，寺内一姫

Conversion between two conformational states of KaiC is induced by ATP hydrolysis as a trigger for cyanobacterial circadian oscillation.

• DOI: 10.1038/srep32443
• 发表时间: 2016-09-01
• 期刊: Scientific reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Oyama K;Azai C;Nakamura K;Tanaka S;Terauchi K
• 通讯作者: Terauchi K

Phosphorylation at Thr432 induces structural destabilization of the CII ring in the circadian oscillator KaiC

Thr432 的磷酸化会导致昼夜节律振荡器 KaiC 中 CII 环的结构不稳定

• DOI: 10.1002/1873-3468.12945
• 发表时间: 2018
• 期刊: FEBS Lett
• 影响因子: 3.5
• 作者: Oyama K.;Azai C.;Matsuyama J.;Terauchi K.
• 通讯作者: Terauchi K.

BN-PAGE analysis of cyanobacterial clock protein KaiC

蓝藻时钟蛋白 KaiC 的 BN-PAGE 分析

• DOI: 10.2198/electroph.61.107
• 发表时间: 2017
• 期刊: Electrophoresis Letters
• 作者: 寺内一姫;大山克明;浅井智広
• 通讯作者: 浅井智広

Pressure shortens an oscillatory period of the cyanobacterial circadian clock

压力缩短了蓝藻生物钟的振荡周期

• 发表时间: 2017
• 作者: Katsuaki Oyama;Takahiro Kawamura;Megumi Fujimoto;Takuro Wakamoto;Soichiro Kitazawa;Kazuki Terauchi and Ryo Kitahara
• 通讯作者: Kazuki Terauchi and Ryo Kitahara