核苷酸驱动的 KaiC 动力学协调了蓝细菌昼夜节律时钟的核心特性

昼夜节律时钟能够产生稳定的约24小时节律，并具有明确的周期、温度补偿以及对设定相位的外部线索的同步能力。然而，产生这些特征的分子反应机制尚未被完全阐明。在蓝细菌中，计时机制由六聚体ATP酶KaiC驱动。KaiC由两个同源结构域CI和CII组成，其酶促周转构成了节律性磷酸化的基础。在本研究中，我们鉴定出ADP释放是KaiC ATP酶循环的限速步骤，并证明KaiC ATP酶的核苷酸循环整合了昼夜节律时钟的核心特性。在不同的KaiC周期突变体中，ADP占据率的升高与更长的周期相关。升高温度会使KaiC转向ADP结合状态，从而抵消ATP水解的热加速效应。KaiB通过抑制核苷酸交换来强化这种ADP结合构象，进而增强对KaiC的CI ATP酶活性的抑制，并以温度依赖性的方式调节振荡幅度。相反，KaiA会加速KaiB-KaiC复合物内ADP向ATP的交换，从而刺激CI ATP酶活性，并在KaiC发生磷酸化之前促进KaiB-KaiC复合物解离。磷酸化仅在这一转变之后开始，这表明KaiC的核苷酸结合状态决定了磷酸化循环的相位。总体而言，这些结果确立了KaiC ATP酶的核苷酸循环是一种统一机制，将分子反应与蓝细菌昼夜节律时钟的定义性特征联系起来。

本网站正在使用一项安全服务来保护自身免受在线攻击。您刚刚执行的操作触发了该安全防护机制。可能触发此拦截的行为包括提交某些特定单词或短语、SQL 命令或格式错误的数据。

您可以向网站所有者发送电子邮件，告知您被拦截的情况。请在邮件中说明当该页面出现时您正在进行的操作，并附上本页面底部显示的 Cloudflare Ray ID。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.19.733361v1?rss=1

🏷️ 蓝细菌昼夜节律 KaiC ATP酶 核苷酸循环 ADP释放限速 温度补偿 磷酸化振荡