研究組織:附属エネルギー複合機構研究センター

センター附属研究分野

附属エネルギー複合機構研究センター センター附属研究分野
教授:木下 正弘 准教授:岡田 浩之
生命を支える種々の自己組織化過程や、高温プラズマの物性と閉じ込め加熱に関する研究を行っています。

水と生体分子が織り成す生命現象の化学物理

教授:木下正弘 特定助教:吉留崇
蛋白質の折り畳み、酵素-基質間に見られる分子認識、蛋白質の会合による高次構造形成など、生命を支える種々のプロセスのメカニズムを「水の並進配置エントロピーの役割」に重点を置いて解明しています。生体分子の立体構造を原子レベルで考慮し、水をも分子集団として扱う独自の統計熱力学理論の構築に特徴があります。主要課題は、蛋白質の折り畳みと圧力・熱・低温変性の微視的機構、蛋白質立体構造予測法の構築、ATP駆動蛋白質の機能発現機構、拘束空間内の流体の特異挙動、物質複合系(生体系、コロイド分散系、固液界面系など)の非線形挙動です。ナノバイオテクノロジーの基礎を与えると共に、新学問領域の開拓を目指しています。
ATP 駆動蛋白質の機能発現機構の解明は文部科学省新学術領域研究として行われています。生体内には、細胞内に張り巡らされている「微小管」をレールのように使って必要な栄養素を運んだり、筋肉を収縮させたり、細胞内から不要な物質を排出したりするナノバイオマシンが数多く存在します。しかしその機能発現のメカニズムは謎に包まれています。アクトミオシン、F1-ATPase、ABC トランスポーター、シャペロニンなどを例として取り上げつつ、ATP 駆動蛋白質の機能発現機構を解明し、原子・分子レベルの視野に立つ新たな生体エネルギー論を構築したいと考えています。

蛋白質立体構造予測のための自由エネルギー関数

独自の自由エネルギー関数を構築し、数千通りの立体構造の中から関数値を最低にするものとして天然構造を射当てるテストを約130種類の蛋白質に対して実行し、100%の成功率を収めました。これは世界最高の成績です。

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磁場とプラズマのハーモニー

准教授:岡田浩之
海水中の重水素とリチウムから生成する三重水素を燃料とする核融合発電は、エネルギー問題に対する一つの回答と考えられます。エネルギー資源が乏しい我が国にとって、核融合発電の実現は大きな価値があります。研究テーマは核融合を目指す高温プラズマの生成・閉じ込めです。その中でも加熱および計測に重点を置いています。我々が対象としているヘリオトロンJプラズマはコイルとプラズマがねじりあう形状をしています。この3次元形状のプラズマ中での高速イオンの振る舞いや自発的に流れる電流などの研究を基礎に、より良い閉じ込め特性を探求しています。

ヘリオトロンJプラズマと加熱用アンテナ

接線ポートから見たヘリオトロンJで生成された水素プラズマ。プラズマ周辺の水素ガスが発光している。VHF 帯の高周波でプラズ マを加熱するためのループアンテナは、放電管壁に設置されている。

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