| 研究概要 |
蛋白質による高効率化学反応制御の基本原理の解明を目指して、複合電子系としての酵素による反応および、それを引き金として生じる蛋白質の大規模構造変化による情報伝達、エネルギー変換を理解するための動力学の概念と理論的方法を研究した。本年度は、蛋白質フォールディングの研究で開発されたエネルギーランドスケープ理論、および蛋白質立体構造予測のために開発されたフラグメントアセンブリ法を蛋白質の情報伝達、エネルギー変換反応に適用し、蛋白質の大規模構造変化に伴う柔らかいダイナミクスを解明するための新しい分子理論を展開した。とりわけ(1)アクトミオシンなどの分子モーターの動作機構を分析し、蛋白質間の静電相互作用の重要性について分析を行った。(2)アロステリック変形を分析して、蛋白質の大きな構造変化が化学反応を制御する機構を理解した。とくに、アロステリック変形の自由エネルギー障壁がエントロピーによって小さくなる効果を明らかにした。(3)エネルギーランドスケープ理論をもとに、蛋白質のフォールディング過程の考察に基づく新規の立体構造予測法を開発した。生成した構造をより分けるスコア関数を開発し、その能力を評価した。(4)シアノバクテリアの時計蛋白質, KaiA, KaiB, KaiCからなるシステムの相互作用モデルを構築し、振動する蛋白質相互作用の引き込み機構を分析した。(5)転写因子の拡散によって引き起こされるノイズを分析し、ショウジョウバエの胚発生における遺伝子スイッチの揺らぎが低減される仕組みを明らかにした。
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