| 研究課題/領域番号 |
19K05833
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38030:応用生物化学関連
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
寺内 一姫 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70444370)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | シアノバクテリア / 概日時計 / ATPase / 温度 / 生物時計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球上の生物は概日時計を細胞内に備えている。概日時計は地球上の最も日常的な変化である昼夜の変化に適応するために、生物が進化の過程で獲得した分子機構である。
概日時計の定義となっている３つの特徴（①概日振動、②温度補償性、③同調機能）は、どの特徴も単純な生化学反応では理解しがたく、未だ本質的な答えは得られていない。特に②の温度補償性は、温度が変化しても周期長が変化しない、すなわち、振動の速度が温度に対して一定に保持される。この特性の基盤となる分子機構は大きな謎に包まれており、本研究では概日時計の再構成系を用いて生化学的にその機構を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
概日時計の温度補償性は、温度が変化しても周期長が変化しない、すなわち、振動の速度が温度に対して一定に保持される、この特性の基盤となる分子機構については大きな謎である。本研究は、シアノバクテリアにおける時計タンパク質KaiCが内包するATPase活性の温度補償性が担保される分子機構を明らかにすることを目指した。KaiCのATPase活性の測定を諸条件下で実施した。またKaiC-likeタンパク質を精製し、KaiCの生化学的特性と比較した。温度補償性は、KaiCに特有の性質であることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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