2016 Fiscal Year Annual Research Report
生物時計再構成系の動的秩序探究
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
16H00784
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
寺内 一姫 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (70444370)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 生物時計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シアノバクテリアの生物時計は3つの時計タンパク質KaiA、KaiB、KaiCとATPによってin vitroで再構成可能である。中心振動体であるKaiCのリン酸化状態が概日周期をもって変動する。本研究では、KaiCにCBB依存的に分離する2つの構造状態(gs-KaiCとcs-KaiC)があることを見出した。
BN-PAGEを用いて時計タンパク質の高次構造の動態を解析した。BN-PAGEでKaiCは主に2つのバンドとして検出された 。ところが、KaiCをゲル濾過クロマトグラフィーで分離すると、見かけの分子量で六量体にあたる位置に単一のピークで溶出され、BN-PAGEの結果と一致しなかった。これらの挙動の違いは、BN-PAGEで添加するCBB によって引き起こされたのではないかと推測し、KaiCにCBBを添加してNative PAGE解析に供した。その結果、CBBを添加したときに限り、KaiC単量体と思われるバンドが検出された。このことから、KaiC六量体には、CBB存在下でも六量体を維持する構造状態 (gs-KaiC) とCBB 存在下で解離する構造状態 (cs-KaiC) が存在することが明らかになった。
また、野生型KaiCおよびリン酸化模倣の変異型KaiCの構造状態をBN-PAGEで解析した。両残基ともにリン酸化された状態 (pS/pT) を模倣したKaiC-DEと初期脱リン酸化状態 (pS/T) を模倣した変異型KaiC-DTでは共にgs-KaiCの割合が極めて低く、ほぼすべての分子がcs-KaiCの状態にあった。これらの変異型KaiCのKaiBとの結合を調べたところ、KaiC-DEおよびKaiC-DTのみがKaiBと結合した。KaiCがcs-KaiCになることで複合体が形成されることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、主に中心振動体KaiCの挙動変化を解析した。BN-PAGEでの実験結果を基に、新たな構造変化を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回見出した構造変化が生じる分子的な要因を明らかにするため、KaiCのCIおよびCIIドメインに着目する。
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