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研究紹介
タンパク質は、生体ナノマシンです。
その設計原理は、
われわれが創る硬い機械とは異なります。
タンパク質は柔らかくて揺らいでいます。
しかし秩序を内包している。
生体ナノマシンの原理を理解することは、
これからの分子設計
（光で制御する人工タンパク質の開発や創薬）
の基礎になります。
私たちの研究室の強みは、時間分解計測です。
時間分解計測では、
タンパク質が揺らぎながら構造を変化させる
瞬間をとらえます。
時間を刻むと、素過程が見えてきます。
私たちは、時間分解振動分光法や
SACLA時間分解構造解析を用いて、
タンパク質の動きを
原子・電子のミクロな視点で観察しながら、
タンパク質の設計原理を調べています。
特にヘムやFADを補因子に持つタンパク質の
巧妙な働きに興味を持っています。
DNA光修復酵素/クリプトクロムファミリーの分子進化と機能分化
DNA光修復酵素とクリプトクロム(CRY)は、
共通の祖先に由来するタンパク質であり、
バクテリアから哺乳類に至るまで
生物界に広く存在しています。
FADを持っており、
青い光を利用して働きます。
DNA光修復酵素の機能は、
太陽紫外線によって損傷したDNAの修復です。
一方、CRYの機能は、
生物種によって多岐に渡りますが、
光センサーや磁気センサー、
体内時計として働いています。
私たちは、
DNA光修復酵素とCRYの働くしくみを
時間分解振動分光法を用いて調べています。
ところで近年、クラミドモナスにおいて、
奇妙なCRYが発見されました。
このCRYは、
光センサー(有性生殖と無性生殖のスイッチングなど)として働く一方、
DNA光修復酵素としても働きます。
DNA光修復酵素とCRYが
共通祖先から分子進化・機能分化する中で、
両方の機能を獲得・保持した産物ですね。
"一つのタンパク質がいかにして二機能を有し得るのか" 不思議です。
私たちは、このCRYの
"バイファンクショナル"な機構を
解明する研究も始めています。
呼吸系タンパク質の活性制御
生体エネルギー生産の場である
ミトコンドリア呼吸鎖の活性を上昇させる
新規タンパク質や薬剤の作用機構を
振動分光法を用いて調べています。
特にシトクロム酸化酵素複合体の
活性増強機構を調べています。
将来、ミトコンドリア病の治療に役立つ日が
来るかもしれません。
研究概要
（Essential細胞生物学の図を改編）
以上のほかにも、
ヘム酵素の時間分解振動分光や
SACLA時間分解構造解析を行っています。
いずれも酵素反応の途中を捉える試みです。
興味のある方、久保研に参加したい方は
ご連絡ください。
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