藍細菌作為光能驅動的合成生物學重要底盤細胞，是捕獲和轉化二氧化碳的重要微生物。藍細菌能夠利用光能將二氧化碳高效轉化為高附加值的生物基產品。生物鐘通過調控藍細菌細胞的分裂和增殖、基因表達、重要代謝途徑、代謝產物的分布及固氮固碳等生化過程，影響藍細菌作為光驅生物合成細胞工廠的開發效率。因此，研究藍細菌生物鐘調控機制具有較高的科學研究價值和應用價值。
藍細菌生物鐘是目前唯一可將整個生物鐘在活體外重建的生物鐘系統且相對較為簡單。藍細菌生物鐘主要由KaiA、KaiB和KaiC三種核心蛋白質以及SasA、CikA和RpaA三種信號傳導分子協調調控。
近期，中國科學院青島生物能源與過程研究所、美國芝加哥大學、美國加利福尼亞大學莫賽德分校和戴維斯分校的研究人員合作發現，溫度能夠改變KaiB蛋白構象的分布情況。在低溫條件下，KaiB主要呈現激發態的KaiB構象；而在高溫條件下，KaiB主要采用基態的KaiB構象。這表明，KaiB可以通過自身構象的轉換來感知外界溫度變化，從而調控生物鐘。進一步，該研究利用核磁共振技術發現，脯氨酸的順反異構化是KaiB構象轉換的限速步驟。研究通過理論計算模擬解析了KaiB構象轉換的分子機制。
相關研究成果以Temperature-Dependent Fold-Switching Mechanism of the Circadian Clock Protein KaiB為題，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。
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藍細菌生物鐘調控機制研究獲進展
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