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本研究ではATPの化学エネルギーを力学的な回転運動へと変換する回転分子機械F1-ATPase を新規進化分子工学的手法により分子進化させ、機能改変した分子機械を創成することを目的とする。そこで本研究では、我々がこれまでに確立してきたマイクロチャンバーデバイス内でのon-chipスクリーニング技術の拡張を行った。デバイス内でのスクリーニングを実現するにはF1-ATPaseの反応のデバイス内検出が必須になる。そこでATP分解で生じるADPを酵素カップリング反応によりデバイス内で蛍光検出する新規方法を開発した。その結果、F1-ATPase１分子のATPase活性のデバイス内定量を実現した。デバイス内でのATPaseの1分子活性の定量に成功したのは本研究が初めてである。現在、この系を用いたスクリーニングを検討中である。また別のアプローチとして、F1-ATPaseの1分子回転観察と無細胞タンパク質合成系を組み合わせた新規on chipスクリーニグ技術を開発した。この系は、配列既知のDNAライブラリを用いてF1-ATPaseの無細胞合成を行った後、on-chipに転写し1分子回転観察を行うもので、細胞を全く使わずにDNAライブラリからのF1-ATPaseの合成・1分子回転計測を数時間で実現することができる。この実験系により、リン酸解離に関わるとMDシミュレーションで予測された残基の20種類の変異F1を1度の実験（数時間程度）で1分子回転解析することを実現し、各変異がF1の触媒反応過程や回転機能に与える影響を詳細に解析することに成功している。
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