Molecular mechanism of temperature compensation in the cyanobacterial clock protein KaiC

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: Terauchi Kazuki 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70444370)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: シアノバクテリア / 概日時計 / ATPase / 温度

Outline of Final Research Achievements

The temperature compensatory nature of the circadian clock is a great mystery regarding the molecular mechanism underlying this property, in which the period length does not change with temperature, i.e., the rate of oscillation is held constant with respect to temperature. In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanism that ensures the temperature compensatory nature of the ATPase activity of the cyanobacterial clock protein KaiC, and measured the ATPase activity of KaiC under various conditions. KaiC-like proteins were purified and compared with the biochemical properties of KaiC. Temperature compensatory properties were suggested to be unique to KaiC.

Free Research Field

植物生理学、時間生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Kaiタンパク質による概日時計再構成系は、試験管内で時間発振可能なタンパク質による唯一の概日振動システムである。動物や植物において生体内で高次な機能をもつタンパク質複合体は多く見出されているが、24時間周期でその機能が変動するタンパク質はこれまでに知られていない。アレニウスの式に示されるように、酵素反応の速度定数は温度が増すにつれて指数関数的に増加する。このような通常の酵素反応が適応されない温度補償性の分子機構解明は、これまでの生化学とは異なる角度から生命現象を理解しようとするものである。