2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15657047
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
石浦 正寛 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井原 邦夫 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助手 (90223297)
杉山 康雄 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (70154507)
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| Keywords | 生物時計 / 時計タンパク質 / KaiA / KaiB / KaiC / X線結晶構造解析 / 好熱性藍植細菌 / Thermosynechococcus elongatus BP-1 |
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| Research Abstract |
藍色細菌の生物時計遺伝子kaiA、kaiB、kaiCを世界で初めて同定して以来、我々は藍色細菌の生物時計の研究において世界の最先端に位置している。制御タンパク質の一種である時計タンパク質は、藍色細菌由来のものを含めて一般に安定な形で大量調製することが困難なため、時計タンパク質の構造と機能の研究はほとんど手つかずである。我々はX線結晶構造解析により時計タンパク質の立体構造を解明し、時計の分子機構(24時間周期の自律的な発振機構)を原子レベルで明らがにしたいと考えている。
分解能1.8ÅでKaiAのC末端時計発振ドメイン(KaiA_<174-283>)の構造解析に成功した。サブユニット構造は新規フォールドであった。機能単位である二量体構造はユニークであり、凹レンズ型構造であった。In Vitro生化学解析、in vivoリズム発現解析により時計発振に重要な残基HiS270を同定した。
KaiBに関して、64位のThr残基をCysに置換した変異タンパク質を調製し、共結晶化法でKaiB水銀原子置換結晶を調製し、分解能2.6Åの構造解析に成功した。サブユニット構造は新規フォールドであった。機能構造は四量体であり、非対称構造を持つ極めてユニークな菱形板状構造であった。四量体構造の表面静電ポテンシャルより、概日リズム発振に重要な特徴的な領域(1)Negative ridgeと(2)Positive cleftを見いだした。
六量体型KaiCの結晶構造解析のため、新たに変異タンパク質の結晶化を目指した。変異タンパク質の精製法を確立し、結晶化に成功した。しかし、極めて薄い板状晶であるため、X線照射には不適切であった。現在、結晶化条件を検討し、X線照射に適した結晶の調製を目指している。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Onai K.et al.: "Natural transformation of the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus BP-1 : a simple and efficient method for gene transfer"Mol.Genet.Genomics. 271. 50-59 (2004)
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[Publications] Hayashi F.et al.: "Stoichiometric interactions between cyanobacterial clock proteins KaiA and KaiC and enhancement of KaiC phosphorylation"Biochem.Biophy.Res.Comm.. 361. 195-202 (2004)
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[Publications] Iwase R.et al.: "Crystalization and preliminary crystallographic analysis of the circadian clock protein KaiB from the thermophillic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus BP-1"Acta.Crystallogr.D. 印刷中. (2004)
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[Publications] Burder R.et al.: "Identification of a new cryptochrome class : structure, function and evolution"Mol.Cell. 11. 59-67 (2003)
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[Publications] Hayashi F.et al.: "ATP-induced hexameric ring structure of the cyanobacterial circadian clock protein KaiC"Genes to Cells. 8. 287-296 (2003)
