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時計タンパク質KaiCのATP加水分解機構

公募研究

研究領域水を主役としたATPエネルギー変換
研究課題/領域番号 21118507
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関名古屋大学

研究代表者

石浦 正寛  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2009年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード生物時計 / ATPase / リン酸化 / 電子スピン共鳴法 / 相互作用 / キナーゼ / 藍色細菌 / 時計タンパク質 / KaiB / KaiA / KaiB1 / KaiB2 / KaiB3
研究概要

藍色細菌の生物時計はKaiA、KaiB、KaiCから構成されており、3つのタンパク質をATP存在下で保温することによりKaiCのリン酸化レベルとATPase活性が24時間周期で振動する。KaiCはATPaseモチーフをN末端ドメイン(ATPase活性)とC末端ドメイン(ATPase活性と自己リン酸化活性)にそれぞれ1セット有している。KaiCのATPase活性と自己リン酸化活性は共に、KaiAで促進され、KaiBで抑制される。
KaiC ATPase活性の制御因子であるKaiA-KaiB間の相互作用部位を電子スピン共鳴法(ESR法)によって同定した。ESR法では、タンパク質のCys残基にスピンラベルを導入し、そのアミノ酸残基近傍の構造の変化を、スピンラベルのESRシグナルの変化として検出する。KaiBの様々なアミノ酸残基をCys残基に置換し(25種作製)、そのCys残基にスピンラベルを導入し、KaiA添加でシグナルの変化が生じる部位を3カ所同定した(Mutoh et al., 2010)。同様の方法で、KaiB-KaiC間、KaiA-KaiC間の相互作用部位の候補を同定している。
また、ESR法によって、KaiBの構造が温度依存的に変化することを明らかにした(Mutoh et al., in press)。これとは別に、変異体KaiBの解析により、KaiBの構造がKaiCに対する結合親和性に大きく影響することを明らかにした(Murakami et al.,論文準備中)。現在、KaiB構造とKaiB-KaiC結合親和性の間の関係に関して、さらに解析を進めている。この他、時計関連タンパク質であるキナーゼSasAのオリゴマー構造やKaiCとの相互作用に関し解析を行った(Swain et al.,論文準備中)。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (16件) 備考 (2件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] 生物発光リアルタイム測定解析システム=有用生物株や有用遺伝子の網羅的な高速探索のための新システム=2011

    • 著者名/発表者名
      小内清
    • 雑誌名

      光アライアンス「特集:生物フォトン研究の最前線」

      巻: 3月号 ページ: 20-26

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] New insights into the circadian clock in Chlamydomonas2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T
    • 雑誌名

      Int.Rev.Cell Mol.Biol.

      巻: 280 ページ: 281-314

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] 生物発光リアルタイム測定システムの歴史と展望~生物発光からゲノム学・生物物理学への潮流~2010

    • 著者名/発表者名
      小内清
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 50 ページ: 141-145

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New insights into sircadian clock in Chlamydomonas.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuo,T., Ishiura, M.
    • 雑誌名

      Int.Rev.Cell Mol.Biol. 280

      ページ: 281-314

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct interaction between KaiA and KaiB revealed by a site-directed spin labeling electron spin. resonance analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R, Mino H, Murakami R, Uzumaki T, Takabayashi A, Ishii K, Ishiura M
    • 雑誌名

      Genes Cells 15

      ページ: 269-280

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] New insights into the circadian clock in Chlamydomonas.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Ishiura M
    • 雑誌名

      Int.Rev.Cell Mol.Biol. 280

      ページ: 281-314

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Chlamydomonas reinhardtii as a new model system for studying molecular mechanisms of the circadian clock.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T, Ishiura M
    • 雑誌名

      FEBS lett. (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 生物発光リアルタイム測定システムの歴史と展望~生物発光からゲノム学・生物物理学への潮流~2010

    • 著者名/発表者名
      小内清、石浦正寛
    • 雑誌名

      生物物理 50 (印刷中)

    • NAID

      10026476989

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification and characterization of the Na+/H+ antiporter NhaS3 from the thylakoid membrane of Synechocystis sp. PCC 6803.2009

    • 著者名/発表者名
      Tsunekawa K, Shijyuku T, Hayashimoto M, Kojima Y, Onai K, Morishita M, Ishiura M, ら
    • 雑誌名

      J Biol Chem 284

      ページ: 16513-16521

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] 非接触、サンプリング不要の細胞濃度・増殖速度リアルタイム計測システム2009

    • 著者名/発表者名
      石浦正寛、小内清
    • 雑誌名

      中部TLOニュース No.9

      ページ: 5-5

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermodynamically induced conformational changes of the cyanobacterial circadian clock protein KaiB

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R
    • 雑誌名

      Applied Magnetic Resonance

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chlamydomonas reinhardtii as a new model system for studying the molecular basis of the circadian clock

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T
    • 雑誌名

      FEBS lett.

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chlamydomonas reinhardtii as a new model system for studying molecular mechanims of the circadian clock.

    • 著者名/発表者名
      Matsuo,T., Ishiura, M.
    • 雑誌名

      FEBS lett. (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Identification and analysis of circadian clock genes in Chlamydomonas reinhardtii2011

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T
    • 学会等名
      Chlamydomonas and Phaeodactylum Workshop "Specific Light Driven Reactions in Unicellular Model Algae"
    • 発表場所
      Jena, Germany
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生物発光リアルタイム測定解析システム-有用生物株や有用遺伝子の網羅的な高速探索のための新システムの開発-2010

    • 著者名/発表者名
      小内清
    • 学会等名
      科学技術交流財団「ハイスループットスクリーニングシステムと次世代DNAシーケンサーの相乗的応用」第1回研究会
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館、名古屋
    • 年月日
      2010-07-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生物発光リアルタイム測定解析システムによる高等植物の油脂合成制御因子の網羅的探索2010

    • 著者名/発表者名
      河合都妙
    • 学会等名
      科学技術交流財団「ハイスループットスクリーニングシステムと次世代DNAシーケンサーの相乗的応用」第1回研究会
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館、名古屋
    • 年月日
      2010-07-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 生物発光リアルタイム測定法の開発と生物時計研究への応用2010

    • 著者名/発表者名
      石浦正寛
    • 学会等名
      岩手生物工学研究センター第165回公開セミナー
    • 発表場所
      岩手生物工学研究センター、北上市
    • 年月日
      2010-05-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Real-time bioluminescence monitoring device for living plant2010

    • 著者名/発表者名
      Onai K, Ishiura M :
    • 学会等名
      NU-TECH2010, 展示発表、国際展示
    • 発表場所
      Technology Showcase inRTP, North Carolina
    • 年月日
      2010-02-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Protein interactions in the in vitro cyanobacterial Kai clock system revealed by ESR analysis2010

    • 著者名/発表者名
      Mutoh R
    • 学会等名
      Asia-Pacific EPR/ESR Symposium
    • 発表場所
      International Convention Center, Jeju, Republic of Korea
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the circadian clock genes ROCs in Chlamydomonas reinhardtii2010

    • 著者名/発表者名
      Matsuo T
    • 学会等名
      The 14th international Chlamydomonas conference
    • 発表場所
      Wheaton College, Norton, Massachusetts, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Real-time bioluminescence monitoring system2010

    • 著者名/発表者名
      Onai K, Ishiura M :
    • 学会等名
      PITTCON 2010 展示発表、国際展示
    • 発表場所
      Orlando, Florida
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The specific residues involved in KaiA-KaiC interaction revealed by SDSL-ESR analysis2010

    • 著者名/発表者名
      石井健太郎、村上怜子、武藤梨沙、Jonathan Valencia Swain、荒田敏昭、石浦正寛
    • 学会等名
      International Symposium on Hydration and ATP Energy国際シンポジウム
    • 発表場所
      秋保温泉岩沼屋、仙台
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The ATPase activity of KaiC2010

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙、村上怜子、石井健太郎、宇津巻竜也、石浦正寛
    • 学会等名
      International Symposium on Hydration and ATP Energy国際シンポジウム
    • 発表場所
      秋保温泉岩沼屋、仙台
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞緑藻クラミドモナスの概日リズム変異株roc97の原因遺伝子の同定2009

    • 著者名/発表者名
      松尾拓哉、飯田高広、石浦正寛
    • 学会等名
      第81回日本遺伝学会年会
    • 発表場所
      信州大学理学部
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] クラミドモナスの時計遺伝子ROC75の解析2009

    • 著者名/発表者名
      飯田高広、松尾拓哉、石浦正寛
    • 学会等名
      第81回日本遺伝学会年会
    • 発表場所
      信州大学理学部
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞緑藻クラミドモナスにおける時計遺伝子生物発光レポーター株の作成2009

    • 著者名/発表者名
      丹羽由実、松尾拓哉、立川誠、小内清、石浦正寛
    • 学会等名
      第81回日本遺伝学会年会
    • 発表場所
      信州大学理学部
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 生物発光リアルタイム測定法の開発と生物時計研究への応用2009

    • 著者名/発表者名
      石浦正寛
    • 学会等名
      科学技術交流財団研究交流クラブ第126回定例会招待講演
    • 発表場所
      名古屋銀行協会ホール
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 生物発光リアルタイム測定システムの開発と応用-有用遺伝子の網羅的な超高速探索へ向けて-2009

    • 著者名/発表者名
      小内清、石浦正寛
    • 学会等名
      (財)岩手生物工学研究センター第154回公開セミナー招待講演
    • 発表場所
      (財)岩手生物工学研究センター
    • 年月日
      2009-07-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Novel interaction sites on cyanobacterial circadian clock proteins revealed by2009

    • 著者名/発表者名
      武藤梨沙、石浦正寛
    • 学会等名
      ESR2009年度GCOE スタディツアー国際集会
    • 発表場所
      モンペリエIRD/LGDP研究所、リール科学技術大学など
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.gene.nagoya-u.ac.jp/~ishiura-g/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.gene.nagoya-u.ac.jp/~ishiura-g/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 分配装置、及び分配方法2010

    • 発明者名
      小内清、石浦正寛、白木央、大久保充宏、神谷聡、八木良樹、岡悦男、戎晃司
    • 権利者名
      中立電機株式会社、椿本興業、マイクロニクス株式会社
    • 産業財産権番号
      2010-095985
    • 出願年月日
      2010-04-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 測定処理を高速化した発光測定装置2010

    • 発明者名
      小内清、石浦正寛、白木央、太田武司、大久保充宏, ら
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学、中立電機株式会社
    • 産業財産権番号
      2010-070074
    • 出願年月日
      2010-03-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 高感度発光測定装置旨2010

    • 発明者名
      小内清、石浦正寛、白木央, ら
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2010-070075
    • 出願年月日
      2010-03-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [産業財産権] 植物の種子油脂生産性を増大させる遺伝子及びその利用方法2010

    • 発明者名
      中村研三、河合都妙、橋本実佳、石浦正寛、松田雅敏、小内清
    • 権利者名
      トヨタ自動車株式会社、株式会社コンポン研究所、国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2010-054484
    • 出願年月日
      2010-03-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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