ポストゲノム時代において，タンパク質の立体構造からの機能解明が重要課題となっている。現在，X線結晶構造解析などにより多くのタンパク質の立体構造が原子レベルで決定されているが，機能発現におけるタンパク質の動的構造や水和の寄与など，未解明かつ明らかにすべき問題も多く残されている。タンパク質は柔らかい分子であり，他分子との相互作用時には構造変化を伴う場合もある。これらの問題解明に向けて熱力学解析は重要な情報を与え，既存の立体構造情報を相補しうる。筆者はこれまでにDNA?タンパク質，抗原?抗体，ペプチド?タンパク質といった種々の生体分子間相互作用を，ITCやDSCといった熱測定を利用して解析し，タンパク質の構造機能解明に取り組んできた。本解説では，タンパク質の機能発現にその立体構造変化が重要な役割を果たしている事例を取り上げ，各熱力学解析結果がどのような有用情報を与えるか，その概要を紹介した。
In the present post-genome era, although many three-dimensional structures of proteins have been determined at atomic resolution mainly by X-ray structural analysis, there remain some problems, such as dynamic properties of proteins and hydration effects, to clarify the correlation between protein structure and function. Proteins are flexible and need some conformational changes to recognize other molecules, but it is difficult to detect the dynamic properties only by static structural analyses. Thermodynamic analyses of biomolecular interactions reveal details of the energetic and dynamic features of molecular recognition processes, and complement the structural information. I have investigated several biomolecular interactions, including DNA-protein, antigen-antibody, and peptide-protein interactions, using isothermal titration and differential scanning calorimetries, together with other methods, such as NMR, X-ray, and surface plasmon resonance. Here, I focus on the thermodynamics to detect conformational changes of proteins, which is important for biomolecular function in general.
