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概日リズム発振にともなうKai複合体の構造変化の経時的解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K14667
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関福岡大学

研究代表者

武藤 梨沙  福岡大学, 理学部, 助教 (10622417)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード時計タンパク質 / 藍色細菌 / 核磁気共鳴法 / 電子スピン共鳴法 / 生物時計 / NMR / ESR / スピンラベル
研究成果の概要

本研究では、部位特異的スピンラベル電子スピン共鳴(SDSL-ESR)法を用いた。KaiB上の任意の位置にCys残基を導入し、スピンラベル(MTSSL)を化学修飾で付加した。ラベル化したKaiBとKaiAのC末端ドメインタンパク質を混合し、反応させるとKaiBからMTSSLの遊離が観察されたころから、KaiB上のKaiA相互作用部位を決定した。次に、KaiABC三者共存下でESR測定を行い、スピンラベルがいつ遊離するのかを検証した。その結果、反応開始12時間後からスピンラベルが遊離した。この結果から、KaiA-KaiBは12時間頃から相互作用を開始することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでにも、KaiABC三者共存下で、複合体が経時的に変化していることは報告されていた。また、電子顕微鏡解析によりKaiABC複合体構造も明らかにされた。本研究では、具体的にいつ、どこでKaiA-KaiBが相互作用するのかを明らかにし、またKaiAのN末端ドメインの構造変化を示唆するデータを得た。SDSL-ESR法を用いた本解析では、全長タンパク質を用いており、より生理的条件に近い状態を反映している。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Energy transfer fluctuation observed by single-molecule spectroscopy of red-shifted bacteriochlorophyll in the homodimeric photosynthetic reaction center2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Toru、Mutoh Risa、Arai Shun、Kurisu Genji、Oh-oka Hirozo、Fujiyoshi Satoru、Matsushita Michio
    • 雑誌名

      The Journal of Chemical Physics

      巻: 156 号: 10 ページ: 105102-105102

    • DOI

      10.1063/5.0077290

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural dynamics of the chromo-shadow domain and chromodomain of HP1 bound to histone H3K9 methylated peptide, as measured by site-directed spin-labeling EPR spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Suetake Isao、Nakazawa Shigeaki、Sato Kazunobu、Mutoh Risa、Mishima Yuichi、Kawakami Toru、Takei Toshiki、Watanabe Mikio、Sakai Norio、Fujiwara Toshimichi、Takui Takeji、Miyata Makoto、Shinohara Akira、Hojo Hironobu、Arata Toshiaki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 567 ページ: 42-48

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.010

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rhythmic adenosine triphosphate release from the cyanobacterial circadian clock protein KaiC revealed by real‐time monitoring of bioluminescence using firefly luciferase2021

    • 著者名/発表者名
      Mutoh Risa、Iwata Keita、Iida Takahiro、Ishiura Masahiro、Onai Kiyoshi
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 26 号: 2 ページ: 83-93

    • DOI

      10.1111/gtc.12825

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of higher plant heme oxygenase-1 and its mechanism of interaction with ferredoxin2021

    • 著者名/発表者名
      Tohda Rei、Tanaka Hideaki、Mutoh Risa、Zhang Xuhong、Lee Young-Ho、Konuma Tsuyoshi、Ikegami Takahisa、Migita Catharina T.、Kurisu Genji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100217-100217

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.016271

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryogenic Single-Molecule Spectroscopy of the Primary Electron Acceptor in Photosynthetic Reaction Center2020

    • 著者名/発表者名
      T. Kondo, R. Mutoh, H. Tabe, G. Kurisu, H. Oh-oka, S. Fujiyoshi, and M. Matsushita
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Lett.

      巻: - 号: 10 ページ: 3980-3986

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.0c00891

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of ROC75 as a daytime component of the circadian oscillator in Chlamydomonas reinhardtii2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Takuya, Iida Takahiro, Ohmura Ayumi, Gururaj Malavika, Kato Daisaku, Mutoh Risa, Ihara Kunio, Ishiura Masahiro
    • 雑誌名

      PLOS GENETICS

      巻: 16 号: 6 ページ: e1008814-e1008814

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008814

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electron transport pathways in isolated chromoplasts from Narcissus pseudonarcissus L.2019

    • 著者名/発表者名
      Grabsztunowicz Magda、Mulo Paula、Baymann Frauke、Mutoh Risa、Kurisu Genji、Setif Pierre、Beyer Peter、Krieger‐Liszkay Anja
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: - 号: 2 ページ: 245-256

    • DOI

      10.1111/tpj.14319

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 光化学系I-アナログフェレドキシン複合体の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙、河合(久保田)寿子、池上貴久
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59 ページ: 32-33

    • NAID

      130007557845

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray structure of an asymmetrical trimeric ferredoxin-photosystem I complex2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota-Kawai Hisako、Mutoh Risa、Shinmura Kanako、Setif Pierre、Nowaczyk Marc M.、Rogner Matthias、Ikegami Takahisa、Tanaka Hideaki、Kurisu Genji
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 4 号: 4 ページ: 218-224

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0130-0

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Rhythmic ATP release from the cyanobacterial circadian clock protein KaiC revealed by real-time monitoring of bioluminescence2021

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R, Iida T., Onai K.
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural study of heterochromatin protein 1 toward chemical synthesis2021

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R., So M., Kawakami T., Takei T., Hojo H., Fujiwara T., Arata T., Suetake I.
    • 学会等名
      ISMAR-APNMR2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The determination of the interacting time between KaiA and KaiB during circadian oscillation.2020

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R, Iida T., Mino H.
    • 学会等名
      第58回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 概日リズム発振中のKaiA-KaiB相互作用時刻の決定2020

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙、飯田高広、三野広幸
    • 学会等名
      電子スピンサイエンス学会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural analyses of photosystem I-ferredoxin complex2019

    • 著者名/発表者名
      Mutoh, R., Kubota-Kawai, H., Muraki, N., Tanaka, H., Ikegami, T., Kurisu, G.
    • 学会等名
      The 6th Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications”
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Protein interactions in the in vitro cyanobacterial circadian clock system revealed by SDSL-ESR2019

    • 著者名/発表者名
      Mutoh, R., Iida, T., Mino, H., Ishiura, M.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Isolation of the Rieske/cytchrome b complex from green sulfur bacteria and interaction of the Rieske protein with cytochrome c-5562019

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto, H., Nagaoka, T., Azai, C., Mutoh, R., Tanaka, H., Miyanoiri, Y., Kurisu, G., Oh-oka, H.
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強光下における光合成膜内タンパク質の動的挙動解析2019

    • 著者名/発表者名
      太田明香音、武藤梨沙、得津隆太郎、皆川純、山本大輔
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計タンパク質Kai複合体の機能と構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      岩戸将貴、飯田高広、三島正規、池上貴久、武藤梨沙
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ESR法を用いた藍色細菌時計タンパク質間相互作用部位の同定と経時的構造変化の解析2019

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙
    • 学会等名
      サントリー生有研シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光化学系I-フェレドキシン複合体の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙、河合(久保田)寿子、村木則史、池上貴久、栗栖源嗣
    • 学会等名
      NMR若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X-ray structure of the type-I reaction center from Heliobacterium modesticaldum at 3.2 Å resolution2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaniwa, R.Mutoh, K. Fushimi, A. Yasuda, T. Mizoguchi, H. Tamiaki, C. Azai, H. Tanaka, S. Itoh, H. Oh-oka, G. Kurisu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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