蓝藻生物钟蛋白KaiC中第三个周期调节位点的鉴定

KaiC 是蓝细菌中的一种时钟蛋白，在 KaiA 和 KaiB 存在的条件下，以 24 小时为周期在去磷酸化状态与磷酸化状态之间循环。我们鉴定出 KaiC 的第 322 位残基作为周期调谐位点的第三个实例。针对第 322 位点进行的定点饱和诱变产生了多种 KaiC 突变体，这些突变体表现出周期缩短或延长。其可调周期范围约为 11 至 78 小时，且未显著损害温度补偿。我们对第 322 位变体进行了生化分析，并考察了其预测结构模型。与另一个已知的周期调谐位点不同，在后者中，随着突变导致侧链体积增大，周期会急剧缩短；而第 322 位残基的周期长度仅与其体积庞大程度呈中等相关。第 322 位残基位于 KaiC 的 C 端结构域中，并通过其与连接两个结构域的柔性环的相互作用，影响 C 端结构域和 N 端结构域中的 ATP 酶循环。结构模型预测，在第 322 位引入较小但具有极性的侧链（如丝氨酸和苏氨酸）会促使该位点与该环之间形成氢键网络。这会降低该环的流动性，从而由于 N 端结构域 ATP 酶活性下降而导致周期延长。相反，在第 322 位引入苯丙氨酸等体积庞大的残基似乎会改变该环的结构，并通过增强两个结构域的 ATP 活性而缩短周期。第三种周期调谐机制不同于其他已知机制。

作者声明不存在竞争性利益关系。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.11.724173v1?rss=1

🏷️ 蓝藻生物钟 KaiC蛋白 周期调控位点 定点饱和诱变 ATP酶活性