機能構造計測学研究室ではタンパク質の生理機能がどのように発現され、どのように生命活動を担っているかを分子の立体構造をもとに解き明かすことを目指している。これを構造生物学という。分子の立体構造解析には核磁気共鳴(NMR)法と計算科学的手法を組み合わせ、特にイオンや情報伝達系の膜タンパク質、病原性線維状タンパク質重合体の構造研究に力を入れている。これらの細胞内直接解析も大きなテーマの一つである。

NMRは水溶液中や脂質二重膜中など、タンパク質分子の構造を生理条件に近い状態で解析できる。まさにそれらが働いている現場を原子分解能で覗き見るかの様である。溶液NMR法には一定の分子量以上の大きな系を解析できない弱点があるが、この問題は固体NMR法の発展で克服できる。巨大な生体分子、その複合体などの超分子システム、さらには細胞内直接解析を目標に、新しい測定法と装置開発にも力を入れている。

またタンパク質分子の構造(PDBj)や対応するNMR情報(BMRB)についてのデータベースの運営、管理も行い、世界中の研究者が知見を共有できるよう努めている。