226 研究系及び研究施設の現状
3-10 機構共通研究施設（分子科学研究所関連）
統合バイオサイエンスセンター
木 下 一 彦（教授） （相関分子科学第一研究部門兼務）
A -1)専門領域：生物物理学
A -2)研究課題：
a) 一分子生理学の立ち上げ：一個の分子機械の機能と構造変化の直接観察
A -3)研究活動の概略と主な成果
a) たんぱく質ないし R NA でできた分子機械はたった一分子で見事な機能を発揮する。その仕掛けを探ることが我々 の研究目標である。分子機械は確率的に働く（次の瞬間に何をするのかをサイコロを振って決める）ため，複数の分 子機械の動きを同期させることができない。したがって，どうしても個々の分子機械の働く所を直接観察し，必要な ら１個１個の分子機械を直接操作する必要がある。我々は，光学顕微鏡の下で，「生きた」分子機械を相手に解析を続 けている。主な成果として，①回転分子モーターF1-A T Paseの回転の一分子観察方法を種々開発し，回転機構の基本 原理を解明しつつある。②同モーターにつき一分子蛍光エネルギー移動を利用した解析を行った結果，知られてい る結晶構造が A T P 待ちの状態ではなくそこから角度にして 40 度ほどずれた構造をとっていることが示唆された。
B -1) 学術論文
K. ADACHI, H. NOJI and K. KINOSITA, Jr., “Single Molecule Imaging of the Rotation of F1-ATPase,” Methods Enzymol. 361B, 221–227 (2003).
R. YASUDA, T. MASAIKE, K. ADACHI, H. NOJI, H. ITOH and K. KINOSITA, Jr., “The ATP-Waiting Conformation of Rotating F1-ATPase Revealed by Single-Pair Fluorescence Resonance Energy Transfer,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 9314–9318 (2003).
B -4) 招待講演
木下一彦 , 「たんぱく質一分子でできた回転モーター」, 第９回ナノ・バイオテクノロジー研究会 , 名古屋 , 2003年 2 月 . 木下一彦, “Chemo-mechanical Coupling in a Rotary Molecular Motor Revealed by Single-Molecule Physiology,” FNB2003
ナノ・バイオ融合テクノロジー国際シンポジウム, つくば , 2003 年 3 月 .
木下一彦, 「一分子生理学から学んだ化学―力学エネルギー変換の仕組」, 日本顕微鏡学会 2003年度シンポジウム 分子レベルの顕微鏡学 , 京都 , 2003 年 3月 .
木下一彦 , “Chemo-mechanical Coupling in the Rotary Motor F1-ATPase,” 第19回国際生物学賞記念シンポジウム, 奈良,
2003 年 12 月 .
木下一彦 , 「たんぱく質一分子でできた回転モーター」, 分子ナノテクノロジー第 174委員会 , 京都 , 2003年 12月 .
研究系及び研究施設の現状 227 木下一彦 , 「F1-A T Paseの回転機構：A T P 駆動のたんぱく質分子機械が働く仕組み」, 第 26回日本分子生物学会年会 , 神 戸 , 2003 年 12 月 .
K. KINOSITA, Jr., “Chemo-mechanical Coupling in F1-ATPase Revealed by Single-Molecule Physiology,” 2003 Winter Conference on Biophysics The Biophysics of Single Molecules, Aspen (U. S. A. ), January 2003.
K. KINOSITA, Jr., “Single-Molecule Studies of the Rotary Mechanism of F1-ATPase,” Keystone Symposia, Keystone (U. S. A. ), February 2003.
K. KINOSITA, Jr., “Single-Molecule Physiology,” 1er Seminaire Transalpin de Physique, Lausanne (Switzerland), March 2003.
K. KINOSITA, Jr., “Chemo-mechanical Coupling in F1-ATPase Revealed by Single-Molecule Physiology,” 225th ACS National Meeting, New Orleans (U. S. A. ), March 2003.
K. KINOSITA, Jr., “Chemo-mechanical Coupling in F1-ATPase, A Rotary Motor Made of a Single Protein Molecule,” Chairmen of the European Research Councils Chemistry Committees, Gothenburg (Sweden), April 2003.
K. KINOSITA, Jr., “Mechano-Chemical Coupling in F1-ATPase,” Bionanotechnology Euroconference on Biomolecular Devices, Granada (Spain), July 2003.
K. KINOSITA, Jr., “The rotary mechanism of F1-ATPase studied by single-molecule physiology under an optical microscope,” 9th International Workshop on “Single Molecule Detection and Ultra Sensitive Analysis in the Life Sciences,” Berlin (Germany), September 2003.
B -7) 学会および社会的活動
文部科学省、学術振興会等の役員等 日本学術会議生物物理学研連委員 .
B -8) 他大学での講義、客員
慶應義塾大学理工学部 , 客員教授 , 「生物物理学」, 2001年 4 月 - .
早稲田大学理工学部 , 客員非常勤講師「総合生命理工学特論」, 2001 年 9 月 - .
C ) 研究活動の課題と展望
分子モーターの働きを説明する理論的モデルの構築を試みる予定である。
