KaiC六聚体内相互作用对温度补偿的局部与非局部影响

六聚体时钟蛋白 KaiC 表现出一个 24 小时的磷酸化循环，并具有一种称为温度补偿的独特性质。其周期在生理温度范围内保持恒定，这是通过底层基本反应的补偿性协调实现的。KaiC 具有温度补偿特性的 ATPase 活性是有助于维持恒定昼夜节律周期的关键反应之一。我们鉴定出 KaiC 的 N 端 ATPase 结构域中负责温度补偿的四个氨基酸残基。D82 和 K172 位于一级位点，并且各自丙氨酸突变体的 ATPase 活性均随温度升高而呈正相关。N62 和 E69 构成二级位点，在该位点上，各自的丙氨酸替换均导致与温度呈负相关。一级位点在 N 端结构域内局部地对 ATPase 循环施加补偿性调控。二级位点通过抑制另一种由 KaiC 的 C 端结构域介导的非局部相互作用所产生的补偿性调控，防止 ATPase 活性出现过度补偿。因此，KaiC 中局部与非局部补偿性调控之间的任何失衡都会影响其磷酸化节律的温度依赖性。

六聚体时钟蛋白 KaiC 表现出一个 24 小时的磷酸化循环，并具有一种称为温度补偿的独特性质。通过对其底层基本反应进行补偿性协调，该周期能够在生理温度范围内保持恒定。KaiC 具有温度补偿特性的 ATP 酶活性是维持恒定昼夜节律周期的关键反应之一。我们鉴定出 KaiC 的 N 端 ATP 酶结构域中 4 个负责温度补偿的氨基酸残基。D82 和 K172 位于一个主要位点，各自丙氨酸突变体的 ATP 酶活性均随温度升高而呈正相关。N62 和 E69 构成一个次级位点，在该位点中，各自的丙氨酸替换均导致与温度呈负相关。主要位点在 N 端结构域内局部地对 ATP 酶循环施加补偿性调控。次级位点则通过抑制另一种由 KaiC C 端结构域介导、经由非局部相互作用产生的补偿性调控，防止 ATP 酶活性出现过度补偿。因此，KaiC 中局部与非局部补偿性调控之间的任何失衡都会影响其磷酸化节律的温度依赖性。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.12.727564v1?rss=1

🏷️ KaiC蛋白 温度补偿 ATP酶活性 昼夜节律 蛋白质相互作用 位点突变