• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

X線溶液散乱と高速AFMを用いた生物時計因子の動的構造解析

Publicly Offered Research

Project AreaDynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions
Project/Area Number 16H00785
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionInstitute for Molecular Science

Principal Investigator

秋山 修志  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (50391842)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords概日時計 / X線小角散乱 / 生物時計 / 溶液散乱 / 時計タンパク質 / シアノバクテリア / 小角散乱
Outline of Annual Research Achievements

X線溶液散乱を用いて時計タンパク質(KaiC)の分子内対称性や動態を精査した。6量体の分子内対称性に起因する広角領域の相関ピークを中心に、測定の条件や対象(KaiC変異体)を変えながら観察を実施した。独自に整備したソフトウェアを用いて注意深く解析したところ、リン酸化やATPaseの状態に応じて6量体の分子内対称性が変化することが示唆された。KaiCの構造モデルの構築を試みたが、取得した広角散乱曲線に合致するモデルは未だ見出されていない。これには2つの可能性が考えられる。一つは、構造の異なる複数の状態が系中に混在しており、それらの平均値として観察された広角散乱曲線と唯一の構造モデルが合致しない場合である。液中高速AFMを用いた観察からも、分子内対称性の異なる分子が含まれていることが確認されている。これらの観察を受け、研究協力者とともにKaiCの分子動力学計算を実施し、複数分子種からなるアンサンブルとして広角散乱曲線を再評価した。その結果、広角散乱曲線の変化を分子内対称性の変化と対応付けることに成功した。二つめは、KaiCの6量体構造が想定以上に大きく変化している場合であり、これは中角領域の散乱曲線が変化するという観察結果からも支持される。既報の結晶構造解析をもとにした分子動力学計算からは容易に探索されない構造であるため、新たに取得した結晶構造をもとに探索したところ、該当する構造アンサンブルが幾つか得られつつある。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 14 results)

  • [Journal Article] Cyanobacterial circadian clock system: how and why can it be so slow and stable?2017

    • Author(s)
      Akiyama S, Mukaiyama A, Abe J, Furuike Y
    • Journal Title

      Biological Clocks: with reference to suprachiasmatic nucleus

      Volume: - Pages: 73-77

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Accelerating in vitro studies on circadian clock systems using an automated sampling device2016

    • Author(s)
      Furuike Y, Abe J, Mukaiyama A, Akiyama S
    • Journal Title

      Biophysics and Physicobiology

      Volume: 13 Issue: 0 Pages: 235-241

    • DOI

      10.2142/biophysico.13.0_235

    • NAID

      130005249808

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Absolute slowness encoded in the circadian clock protein KaiC2016

    • Author(s)
      Abe J, Mukaiyama A, Akiyama S
    • Journal Title

      SPring-8/SACLA Research Frontiers 2015

      Volume: - Pages: 24-25

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Interplay of Chronobiology and Biophysics2016

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Journal Title

      Seibutsu Butsuri

      Volume: 56 Issue: 5 Pages: 266-270

    • DOI

      10.2142/biophys.56.266

    • NAID

      130005264926

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 地球の自転周期がエンコードされたタンパク質、KaiC2018

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      講演会(京都大学物質-細胞統合システム拠点)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Slow and Temperature-compensated ATP Hydrolysis Reaction Catalyzedby Circadian Clock Protein KaiC2018

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      The 3rd Solar Fuel Material Workshop
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 藍藻生物時計システムにおける概日周期の根源と貫階層性2017

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The frontier in cyanobacterial circadian clock system2017

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      OIIB Summer School 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生命の時間2017

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      第4回 大型実験施設とスーパーコンピュータとの連携利用シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Lessons from Cyanobacterial Circadian Clock System2017

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Frequency Characteristics and Temperature Compensation in the Cyanobacterial Circadian Clock2017

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      第24回日本時間生物学会学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Frequency characteristics as a basis for meta-tuning of the Cyanobacterial Circadian Clock2017

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Cyanobacterial circadian clock system: How and why can it be so slow and stable?2017

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      Sokendai Asian Winter School
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Biological X-ray Solution Scattering Activities at the Institute for Molecular Science2017

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      Okazaki Conference 2017 on Grand Challenges in Small-angle Scattering
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Atomic-scale origins of slowness and temperature compensation in KaiC2017

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      Circadian Clock of Cyanobacteria during 1991-2017
    • Place of Presentation
      名古屋大学坂田・平田ホール(愛知県名古屋市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生物の不思議 ~ 体内時計2017

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      日本放射光学会市民公開講座
    • Place of Presentation
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Cyanobacterial circadian clock system. How and why can it be so slow and stable?2016

    • Author(s)
      Akiyama S
    • Organizer
      Sapporo Symposium on Biological Rhythm
    • Place of Presentation
      京王ホテルプラザ札幌(北海道札幌市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生体分子システム研究に必要なツールとは?2016

    • Author(s)
      秋山 修志
    • Organizer
      中性子生命科学研究会 「生命科学における中性子利用の現状と未来」
    • Place of Presentation
      IQBRC1階大会議室(茨城県那珂郡)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi