私たちの研究テーマの概要 【準備中】。。。

 

タンパク質の構造から生命の仕組みを解き明かす

生物界に存在するタンパク質・酵素はそれぞれ異なった構造によって様々な機能を発揮しています。私たちの研究室では天然物を作り出す酵素、生物のエネルギー生産を担う呼吸に関わる酵素、そして地球環境を保つために重要な物質循環を行う酵素に注目し、X線結晶構造解析を主な手法としてタンパク質の構造と機能の関わりを明らかにすることで生命現象の化学的原理の解明やタンパク質の生物工学的応用を目指して研究を進めています。

 

 

1. 天然物を作り出す酵素群

 

植物や微生物は多様な化合物を作り出す能力を持ち、それらの化合物の中には抗がん剤などの薬として利用が期待できるものがあります。私たちの研究室ではこのような有用な天然物を作り出す酵素群に注目し、その結晶構造から天然物が作られる仕組みを解明し、さらにこれら酵素群の高機能化と新たな天然物創出の基盤づくりを進めています。


2. 生体エネルギーを生み出す呼吸に関わる酵素

 

ほぼすべての生物にとって呼吸はエネルギー獲得のために必須の生命活動です。わたしたち人間は空気中の酸素を使って呼吸--好気呼吸--していますが、ある種の微生物は硝酸塩など酸素以外の物質を使った呼吸--嫌気呼吸--を行っています。また、生命は酸素がほとんどない環境で誕生し嫌気呼吸を行っていましたが、長い時間をかけて好気呼吸へと呼吸の仕組みを進化させていきました。私たちの研究室では、嫌気呼吸を行う酵素について分子構造に基づいた呼吸のメカニズムの解明を進め、生命の進化の一端を解き明かすことを目指しています。


3. 物質循環に関わる微生物や酵素

 

空気の80パーセントは分子状窒素であり、私たちの体にもタンパク質や核酸など窒素を含む物質が存在しています。これらの窒素化合物は主に微生物によって変換され地球上の窒素バランスを保っています。近年大きな問題となっている地球温暖化ガスの増加は地球上の炭素バランスの乱れであり、これは窒素循環とも関連しているとの報告もあります。私たちの研究室では、窒素循環をになう酵素の構造と機能の関わりを明らかにする研究や、窒素循環を行う微生物の探索なども進めています。

 

閉鎖系水質浄化に関する研究


世界の多くの閉鎖水域では水質汚濁が進行し、地球環境を保全する上で、その浄化が急務となっていますが、もともと自然生態系には汚濁物質の浄化能力が備わっています。そこで本研究室では鳥取県湖山池にて自然の浄化機能を積極的に高め、環境と調和した水質浄化法の研究を行っています。その一つが高機能化した水生植物植栽水路による水質浄化システムの開発であり、担体と水生植物の植栽帯を組み合わせた装置の研究を行っています。

 

担体周りには水質浄化微生物が増殖し、さらに水生植物の根圏も活性化され、その相乗効果により水質汚濁成分の除去を高速度で行うことができます