• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

時計タンパク質複合体による概日リズム発信機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J21063
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造生物化学
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

柚木 康弘  名古屋市立大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード概日リズム / 超分子質量分析 / 核磁気共鳴法 / シアノバクテリア / 時計タンパク質
研究実績の概要

本年度は、昨年度までに構築したKaiタンパク質間相互作用解析の技術基盤の下に、不均一なリン酸化状態を模倣したKaiC6量体を対象としてKaiA、KaiBとの相互作用解析に取り組んだ。
KaiAとの相互作用に関しては、KaiC6量体を構成する脱リン酸化状態のサブユニットとリン酸化状態にあるサブユニットが独立に振舞っており、脱リン酸化状態のサブユニットのみがKaiAとの結合に与っていることを示した。さらに、KaiBとの相互作用には、KaiC6量体中で少なくとも4つのサブユニットがリン酸化状態にあることが必要であり、KaiC6量体を構成するサブユニット間の協同的な振る舞いが重要であることを示した。
一方、溶液散乱とゲルろ過クロマトグラフィー法を応用してKaiA-KaiB-KaiC三者複合体の構造情報を取得した。それに基づいて構築した3次元構造モデルを対象に分子動力学シミュレーションによって構造安定性を評価し、三者複合体の構造モデルを提案した。興味深いことに、本複合体において、KaiBと相互作用しているKaiAのNドメインはCドメインを覆っており、これにより他のKaiC6量体との相互作用が妨げられていることがみてとれる。
さらには、KaiAとKaiB存在下において、KaiC6量体は特定のリン酸化状態でサブユニットの交換が亢進することを見出した。
以上を総合して、当初の計画以上に研究は進展したものと判断した。本研究を通じて、KaiC6量体のリン酸化という微視的状態の変化が、Kaiタンパク質間の巨視的な相互作用を制御する仕組みの一端を明らかにすることができた。本研究の成果は、分子集団として概日リズムを司る時計タンパク質の相互作用の制御機構の理解に資するものである。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Deuteration Aiming for Neutron Scattering2021

    • 著者名/発表者名
      Okuda Aya、Inoue Rintaro、Morishima Ken、Saio Tomohide、Yunoki Yasuhiro、Yagi-Utsumi Maho、Yagi Hirokazu、Shimizu Masahiro、Sato Nobuhiro、Urade Reiko、Kato Koichi、Sugiyama Masaaki
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 18 号: 0 ページ: 16-27

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v18.003

    • NAID

      130008000165

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATP hydrolysis by KaiC promotes its KaiA binding in the cyanobacterial circadian clock system2019

    • 著者名/発表者名
      Yunoki Yasuhiro、Ishii Kentaro、Yagi-Utsumi Maho、Murakami Reiko、Uchiyama Susumu、Yagi Hirokazu、Kato Koichi
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 2 号: 3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.26508/lsa.201900368

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cooperative binding of KaiB to the KaiC hexamer ensures the accurate circadian clock oscillation in cyanobacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Reiko Murakami, Yasuhiro Yunoki, Kentaro Ishii, Kazuki Terauchi, Susumu Uchiyama, Hirokazu Yagi, Koichi Kato
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 20 号: 18 ページ: 4550-4550

    • DOI

      10.3390/ijms20184550

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Kai proteins interaction mechanism regulated by phosphorylation and nucleotide states in KaiC hexamer2021

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘、兒玉篤治、矢木真穂、谷中冴子、内山 進、矢木宏和、加藤晃一
    • 学会等名
      第3回ExCELLS 若手リトリート
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 概日リズムを司るKaiタンパク質間の相互作用の制御2021

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘、兒玉篤治、矢木真穂、谷中冴子、内山 進、矢木宏和、加藤晃一
    • 学会等名
      令和2年度 生物物理学会中部支部会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] KaiC ATP hydrolysis controls its binding to Kai proteins in the cyanobacteria circadian clock system.2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Kentaro Ishii, Maho Yagi-Utsumi, Reiko Murakami,Atsuji Kodama, Kazuki Terauchi, Susumu Uchiyama, Hirokazu Yagi, Koichi Kato
    • 学会等名
      Yasuhiro Yunoki, Kentaro Ishii, Maho Yagi-Utsumi, Reiko Murakami,Atsuji Kodama, Kazuki Terauchi, Susumu Uchiyama, Hirokazu Yagi, Koichi Kato
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Solution structure of the circadian clock protein complex characterized by a combination ap-proach involving solution scattering and computational methods2020

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘、矢木宏和、守島 健、松本 淳、佐藤信浩、Lionel Porcar、Anne Martel、井上倫太郎、寺内一姫、河野秀俊、加藤晃一、杉山正明
    • 学会等名
      京大複合原子力科学研究所第54回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 時計タンパク質KaiCによるATP加水分解に依存したKaiタンパク間相互作用の制御メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Hirokazu Yagi, Maho Yagi-Utsumi, Kentaro Ishii, Reiko Murakami, Susumu Uchiyama, Koichi Kato
    • 学会等名
      第20回若手NMR研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ATP hydrolysis by KaiC regulates its binding to Kai proteins in the cyanobacterial circadian clock system2019

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘、石井健太郎、矢木真穂、村上怜子、寺内一姫、内山 進、矢木宏和、加藤晃一
    • 学会等名
      第26回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Native mass spectrometric analysis of the interplay among circadian clock proteins2019

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘、兒玉篤治、石井健太郎、矢木真穂、村上怜子、寺内一姫、内山 進、矢木宏和、加藤晃一
    • 学会等名
      第2回ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] "KaiA-KaiC interaction was triggered by the conformational changes of KaiC flexible C-terminal segments mediated by its ATP hydrolysis "2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Hirokazu Yagi, Maho Yagi-Utsumi, Kentaro Ishii, Reiko Murakami, Susumu Uchiyama, Koichi Kato
    • 学会等名
      2018年度ExCELLS若手リトリート
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ATP hydrolysis within KaiC hexamer induces conformational changes in its C-terminal segments, thereby promoting their interaction with KaiA2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Hirokazu Yagi, Maho Yagi-Utsumi, Kentaro Ishii, Reiko Murakami, Susumu Uchiyama, Koichi Kato
    • 学会等名
      第18回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In the cyanobacterial circadian rhythm, KaiC ATP hydrolysis regulates KaiA-KaiC interaction through the conformational changes in its flexible C-terminal segments.2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Hirokazu Yagi, Maho Yagi-Utsumi, Kentaro Ishii, Reiko Murakami, Susumu Uchiyama, Koichi Kato
    • 学会等名
      Frontier Bioorganization Forum 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ATP加水分解による時計タンパク質間の相互作用の制御2018

    • 著者名/発表者名
      柚木康弘, 矢木宏和, 矢木真穂, 石井健太郎, 村上怜子, 内山進, 加藤晃一
    • 学会等名
      第19回若手NMR研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] KaiA-KaiC interaction is regulated by KaiC ATP hydrolysis through the conformational changes in its flexible C-terminal segments2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Yunoki, Hirokazu Yagi, Maho Yagi-Utsumi, Kentaro Ishii, Reiko Murakami, Susumu Uchiyama, Koichi Kato
    • 学会等名
      第1回 ExCELLSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi