The circadian clock is a timekeeping system in most organisms that keeps track of the time of day. The rhythm generated by the circadian oscillator must be constantly synchronized with the environmental day/night cycle to make the timekeeping system truly advantageous. In the cyanobacterial circadian clock, quinone is a biological signaling molecule used for entraining and fine-tuning the oscillator, a process in which the external signals are transduced into biological metabolites that adjust the phase of the circadian oscillation. Among the clock proteins, the pseudo-receiver domain of KaiA and CikA can sense external cues by detecting the oxidation state of quinone, a metabolite that reflects the light/dark cycle, although the molecular mechanism is not fully understood. Here, we show the antagonistic phase shifts produced by the quinone sensing of KaiA and CikA. We introduced a new cyanobacterial circadian clock mixture that includes an input component in vitro. KaiA and CikA cause phase advances and delays, respectively, in this circadian clock mixture in response to the quinone signal. In the entrainment process, oxidized quinone modulates the functions of KaiA and CikA, which dominate alternatively at day and night in the cell. This in turn changes the phosphorylation state of KaiC-the central oscillator in cyanobacteria-ensuring full synchronization of the circadian clock. Moreover, we reemphasize the mechanistic input functionality of CikA, contrary to other reports that focus only on its output action.

中文翻译：

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输入通道组件CikA感应氧化的醌信号，在蓝细菌生物钟中产生相位延迟。

在大多数生物中，生物钟是一种计时系统，可以跟踪一天中的时间。由昼夜节律产生的节奏必须与环境昼/夜循环不断保持同步，以使计时系统真正具有优势。在蓝藻生物钟中，醌是一种生物信号分子，用于夹带和微调振荡器，在此过程中，外部信号被转换成可调节生物钟振荡相位的生物代谢物。在时钟蛋白中，KaiA和CikA的假受体结构域可以通过检测醌的氧化态来感知外部信号，醌是一种反映明/暗周期的代谢产物，尽管其分子机理尚不完全清楚。这里，我们显示了由KaiA和CikA的醌传感产生的拮抗相移。我们介绍了一种新的蓝藻生物钟生物钟混合物，其中包括体外输入成分。KaiA和CikA响应于醌信号，分别在这种昼夜节律混合物中引起相位超前和延迟。在夹带过程中，氧化的醌调节了KaiA和CikA的功能，这些功能在细胞中的白天和黑夜交替起作用。这进而改变了KaiC的磷酸化状态-蓝藻中的中心振荡器，确保了生物钟的完全同步。此外，与其他仅关注其输出动作的报告相反，我们再次强调了CikA的机械输入功能。我们引入了一种新的蓝藻生物钟生物钟混合物，其中包括体外输入成分。KaiA和CikA响应于醌信号，分别在这种昼夜节律混合物中引起相位超前和延迟。在夹带过程中，氧化的醌调节了KaiA和CikA的功能，这些功能在细胞中的白天和黑夜交替起作用。这进而改变了KaiC的磷酸化状态-蓝藻中的中心振荡器，确保了生物钟的完全同步。此外，与其他仅关注其输出动作的报告相反，我们再次强调了CikA的机械输入功能。我们介绍了一种新的蓝藻生物钟生物钟混合物，其中包括体外输入成分。KaiA和CikA响应于醌信号，分别在这种昼夜节律混合物中引起相位超前和延迟。在夹带过程中，氧化的醌调节了KaiA和CikA的功能，这些功能在细胞中的白天和黑夜交替起作用。这进而改变了KaiC的磷酸化状态-蓝藻中的中心振荡器，确保了生物钟的完全同步。此外，与其他仅关注其输出动作的报告相反，我们再次强调了CikA的机械输入功能。氧化的醌可调节KaiA和CikA的功能，这些功能在细胞中的白天和黑夜交替起作用。这进而改变了KaiC的磷酸化状态-蓝藻中的中心振荡器，确保了生物钟的完全同步。此外，与其他仅关注其输出动作的报告相反，我们再次强调了CikA的机械输入功能。氧化的醌可调节KaiA和CikA的功能，这些功能在细胞中的白天和黑夜交替起作用。这进而改变了KaiC的磷酸化状态-蓝藻中的中心振荡器，确保了生物钟的完全同步。此外，与其他仅关注其输出动作的报告相反，我们再次强调了CikA的机械输入功能。