高熱，強酸性など極限環境下に生育するユニークな微生物から種々の有用酵素の検索と単離を行うとともにその基礎的ならびに応用研究を行っています。高度好熱性細菌のユニークな酵素を微生物ゲノム情報から探索しています。ゲノムから増幅した遺伝子を大腸菌内で蛋白質として大量発現し，結晶化を経てエックス線結晶構造解析により立体構造解析を行っています。

　がん細胞だけにアポトーシスを誘導する酵素や肝臓機能を簡単にチェックできるバイオセンサーに貼付けるための酵素，先天的な銅イオン代謝異常に関わる銅トランスポーターの機能解析，肺がん細胞で100倍異常発現するセレン含有蛋白質など，臨床医療に深く関わる酵素をターゲットにした蛋白質工学研究を行っています。企業や他大学と幅広く提携して，共同研究を進めています。

　酵素の立体構造と触媒機能の関係を解明するための新しい技術開発に取り組んでいます。通常，酵素分子の改変は，コンピュータを使って酵素の立体構造を見ながら，その分子内で起こる化学反応を予想しながら進められます。しかし，酵素のような巨大分子の内側で進行する化学反応を正確に予測することは現時点では極めて困難です。そこで，反応予測に量子化学計算を導入して，酵素分子内の化学反応を定量的に計算 して，その計算結果に基づいて酵素の分子改変を行う「量子酵素化学」を世界に先駆けて検討しています。

　余剰なタンパク質は時として細胞の機能に悪影響を与えます。私たちは出芽酵母を真核細胞のモデルとして，過剰した際に細胞の機能に悪影響を与える，つまり毒性のあるタンパク質がどのような性質を持っているかを調べています。そのことから，一般的にタンパク質の過剰が起きている癌細胞の特徴や，毒性のあるタンパク質の異常蓄積により生じる神経変性疾患の原因を探ろうと考えています。また，酵母を使った物質生産を目指してタンパク質を大量生産するための技術開発を行っています。