タンパク質は、生命活動を担う重要な分子です。部品の数は数百個、数ナノメートルという大きさしかないにもかかわらず、芸術品と呼べるくらいの美しい造形と、人間の手では作れないようなとても多彩な機能をもっていて、かつ、驚くほど精密に働いています。しかし、その美しさのなかには、未だ多くの謎が秘められています。タンパク質がどのようにして機能するのか？どのような構造をしているのか？タンパク質の機能を決める要素は何か？タンパク質が働くしくみを知りたいというのが、私たちの興味です。

レチナールという色素をもつ光受容体タンパク質は、レチナールタンパク質もしくはロドプシンと呼ばれています。大別して動物型と微生物型の２つが知られていますが、私たちの研究グループでは微生物型ロドプシンを調べています。近年、微生物型ロドプシンはさまざまな生物から発見されています。さらに、イオン輸送体、光センサー、酵素、転写調節因子など、機能が多彩なこともわかってきました。しかし、機能に多様性があるにもかかわらず、ロドプシンは共通の構造をもち、共通の光化学反応によって機能を発現します。共通の構造や反応をもちながら、ロドプシンはどのようにして多彩な機能を発現するのでしょうか？この問いを解決することができれば、ロドプシンの機能の本質を理解できたと言えるのではないでしょうか。

私たちの目標
私たちのグループでは、ロドプシンが機能するときの構造変化を分光学の手法を使って詳細に計測することで、多彩な機能を発現するしくみを明らかにする研究をおこなっています。また、遺伝子操作でタンパク質を自由にデザインする方法や、活性を定量的に測定する生理学の手法を併用して、微生物型ロドプシンのイオン輸送機能の全容解明に取り組んでいます。