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2012 年度 実績報告書

時を生み出すタンパク質KaiCにおけるATPase自己抑制・温度補償機構

研究課題

研究課題/領域番号 22687010
研究機関分子科学研究所

研究代表者

秋山 修志  分子科学研究所, 生命・錯体分子科学研究領域, 教授 (50391842)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード生物時計 / シアノバクテリア / X線小角散乱 / 蛋白質
研究概要

シアノバクテリアの生物時計の発振周期は、その時計タンパク質KaiCのATPase活性により規定される。KaiCのATPase活性は温度依存性が極めて小さく(温度補償性)、これは生物時計と名のつくものに必ず備わっている性質の1つである。本課題の目的は、生物物理学的研究(X線小角散乱、赤外、蛍光)や構造生物学的研究(X線結晶構造解析)を推し進め、時計タンパク質KaiCに織り込まれた「温度補償性を実現する仕組み」を探し出し、「24時間を生み出すからくり」を解き明かすことである。
平成24年度はKaiCの高分解能構造解明に取り組んだ.前年度の段階で構造解析の基礎的な部分について目途が立っていたが,一部再現性に乏しいデータが見受けられ,それらについて詳細を詰めるのに相応の時間を要してしまった.本課題は本年度で終了となってしまうが,構造解析については引き続き研究活動を継続して成果を取りまとめる.
KaiC単量体から6量体が再構成される過程については、その生化学的・物理化学的解析が終了した.我々の作業仮説とほぼ合致する良好な結果が得られている.この研究サブテーマについては論文投稿中であり,次年度中にはその成果をまとめられると期待している.
時計タンパク質の計測に特化した時間分解赤外吸収装置については,MCT検出器を概日時間で安定化するための装置開発を行った.予想以上に装置の設計に時間がかかり,その性能評価と継続的な運転は次年度以降への持越しとなってしまった.これを安定に運用し,良質の赤外吸収データが自動計測できるよう検討を続ける.
興味深い変異体の設計に成功したこともあって,蛍光分光法を用いた時計タンパク質の動的構造変化のトラッキングについては大きな進捗があった.これまでの蓄積データとあわせて論文投稿する準備を進めている.

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 10件)

  • [雑誌論文] Visualization of circadian ticking of cyanobacterial clock protein KaiC in real time2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mukaiyama
    • 雑誌名

      SPring-8 Research Frontiers 2011

      巻: - ページ: 46-47

  • [学会発表] 時計タンパク質の概日揺らぎの分子化学的解明を目指して2013

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      自然科学研究機構プロジェクト 合同シンポジウム
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県)
    • 年月日
      20130305-20130305
    • 招待講演
  • [学会発表] Tracking and Visualizing Intramolecular Feedback in Cyanobacterial Clock Protein KaiC2013

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA, S.
    • 学会等名
      The 5th Japan-Taiwan joint meeting on neutron and X-ray scattering
    • 発表場所
      KEK 東海キャンパス (茨城県)
    • 年月日
      20130226-20130226
    • 招待講演
  • [学会発表] ATPaseとリン酸化に呼応した時計タンパク質KaiCの概日性構造変化2013

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      CREST「生命システムの動作原理と基盤技術」公開シンポジウム
    • 発表場所
      アキバホール(東京都)
    • 年月日
      20130225-20130225
  • [学会発表] 周期を規定する時計タンパク質KaiCの構造変化の解析2013

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      平成24年度 生物物理学会中部支部 講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20130219-20130219
  • [学会発表] Tracking and Visualizing Intramolecular Feedback in Cyanobacterial Clock Protein KaiC2012

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA, S.
    • 学会等名
      15th International Small-angle Scattering Conference 2012
    • 発表場所
      Sydney Convention & Exhibition Centre(Sydney, Australia)
    • 年月日
      20121119-20121119
  • [学会発表] タンパク質の奏でる生体リズム~ 生物はどのようにして時間をはかるのか? ~2012

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      第95回分子科学フォーラム(市民公開講座)
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター (愛知県)
    • 年月日
      20121020-20121020
    • 招待講演
  • [学会発表] Tracking and Visualizing Intramolecular Feedback in Cyanobacterial Clock Protein KaiC2012

    • 著者名/発表者名
      AKIYAMA, S.
    • 学会等名
      The 12th KIAS Conference on Protein Structure and Function
    • 発表場所
      The Korea Institute for Advanced Study (Seoul,Korea)
    • 年月日
      20121011-20121011
    • 招待講演
  • [学会発表] Intramolecular feedback regulation of cyanobacerial KaiC ATPase2012

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      第50回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120924-20120924
  • [学会発表] Kaiタンパク質時計の源振の分子科学的解明に向けて2012

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      第19回時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      20120916-20120916
    • 招待講演
  • [学会発表] 時計タンパク質のダイナミクス2012

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      放射光将来光源利用サイエンス若手シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      20120818-20120818
    • 招待講演
  • [学会発表] 時計タンパク質KaiCの概日性分子鼓動2012

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      20120622-20120622
    • 招待講演
  • [学会発表] シアノバクテリア時計タンパク質KaiCのATPaseに備わる自己抑制制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      20120621-20120621
    • 招待講演
  • [学会発表] シアノバクテリア時計タンパク質KaiCが刻む概日リズム2012

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      20120621-20120621
    • 招待講演
  • [学会発表] 時計タンパク質KaiCのATPaseに備わる分子内フィードバック制御機構の解明2012

    • 著者名/発表者名
      向山 厚
    • 学会等名
      第39回生体分子科学討論会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      20120609-20120609
  • [学会発表] 生物の時間をはかるタンパク質時計~分子の概日運動をとらえるための工夫~2012

    • 著者名/発表者名
      秋山 修志
    • 学会等名
      第7回機構技術研究会
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター (愛知県)
    • 年月日
      20120523-20120523
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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