生体分子系に対する軟エックス線分光理論計算

• 研究課題/領域番号: 23540476
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理・化学物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 高橋 修 広島大学, サステナブル・ディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60253051)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 放射線、X線、粒子線 / 生体分子 / 内殻励起 / 化学物理

研究概要

本研究では生体分子系に軟X線分光計算を応用する。生体分子系に特徴的な物性の1つであるX線自然円二色性分光法(XNCD)と、近年新しい光源であるX線自由電子レーザを使った研究のうち特に注目されている内殻二重イオン化状態（DCH）の計算手法を構築する。
XNCD法について、新規コードを開発し、いくつかのアミノ酸に対しクラスタモデルを用いて理論計算を行った。アラニンについて実験スペクトルをよく再現した。DCH状態の計算では、核酸分子に適用し、分子の化学的環境を反映した情報を引き出すことができた。

研究成果

• [雑誌論文] Site-dependent Si KL23L23 resonant Auger electron spectra following inner-shell excitation of Cl3SiSi(CH3)3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Isao Suzuki, Hikari Endo, Kanae Nagai, Osamu Takahashi, Yusuke Tamenori, and Shin-ichi Nagaoka
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 139 号: 17 ページ: 174314-7
  • DOI: 10.1063/1.4827860
  • 査読あり
• [雑誌論文] elective Probing of OH-OD stretch vibrations in liquid water using resonant inelastic soft-X-ray scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Harada, Takashi Tokushima, Yuka Horikawa, Osamu Takahashi, Hideharu Niwa, Masaki Kobayashi, Masaharu Oshima, Yasunori Senba, Haruhiko Ohashi, Kjartan Thor Wikfeldt, Anders Nilsson, Lars G. M. Petterson, and Shik Shin
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 号: 19 ページ: 193001-5
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.193001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using Covariance Mapping to Investigate the Dynamics of Multi-Photon Ionization Processes of Ne Atoms Exposed to X-FEL Pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: V. Zhaunerchyk, L. J. Fransinski, M. Siano, J. H. D. Eland, P. Linusson, R. D. Thomas, M. Larsson, L. Foucar, J. Ullrich, K. Motomura, S. Mondal, K. Ueda, T. Osipiv, L. Fang, B. F. Murphy, N. Berrah, C. Bostedt, J. D. Bozek, S. Schorb, M. Messerschmidt, J. M. Glownia, J. P. Cryan, R. Coffee, O. Takahashi (他10名)
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 巻: 46 号: 16 ページ: 164034-8
  • DOI: 10.1088/0953-4075/46/16/164034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of hollow atom formation in intense s-ray pulses mapped by partial covariance (2013)
  • 著者名/発表者名: L. J. Fransinski, P. Linusson, P. v.d. Muelen, P. Salen, R. D. Thomas, M. Larsson, L. Foucar, J. Ullrich, K. Motomura, S. Mondal, K. Ueda, T. Osipiv, L. Fang, B. Murphy, N. Berrah, C. Bostedt, J. D. Bozek, S. Schorb, M. Messerschmidt, J. M. Glownia, J. Cryan, R. Coffee, O. Takahashi, S. Wada (他10名)
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 111 号: 7 ページ: 73002-5
  • DOI: 10.1103/physrevlett.111.073002
  • 査読あり
• [雑誌論文] A vaiety of characteristic behavior of resonant KL23L23 Auger decays following Si K-shell photoexcitation of SiCl4 (2013)
  • 著者名/発表者名: I. H. Suzuki, Y. Kono, K. Sakai, M. Kimura, K. Ueda, Y. Tamenori, O. Takahashi, and S. Nagaoka
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 巻: 46 号: 7 ページ: 75101-9
  • DOI: 10.1088/0953-4075/46/7/075101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation and decay of core-orbital vacancies in the water molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mucke, O. Takahashi (他5名)
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 558 ページ: 82-87
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2012.11.094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substituent R-effects on the core-electron excitation spectra of hydrogen-bonded carboxylic-acid (R-COOH) clusters: Comparison between acetic-acid and formic-acid clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: Tabayashi, K,Takahashi, O,Namatame, H,Taniguchi, M
  • 雑誌名: CHEMICAL PHYSICS LETTERS 巻: 557 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2012.10.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cascade Auger decays following Si KL23L23 Auger transitions in SiF4 (2013)
  • 著者名/発表者名: I.H. Suzuki, Y. Kono, A. Ikeda, M. Oi, T. Ouchi, K. Ueda, Y. Tamenori, O. Takahashi and S. Nagaoka
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 号: 2 ページ: 24302-7
  • DOI: 10.1063/1.4773344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site-specific ion desorption from condensed F3SiCD2CH2Si(CH3)3 induced by Si-2p core-level ionizations studied with photoelectron photoion coincidence (PEPICO) spectroscopy, Auger photoelectron coincidence spectroscopy (APECS) and Auger electron photoion coincidence (AEPICO) spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Mase, Eiichi Kobayashi, Akira Nambu, Takuhiro Kakiuchi, Osamu Takahashi, Kiyohiko Tabayashi, Joji Ohshita, Shogo Hashimoto, Masatoshi Tanaka, Shin-ichi Nagaoka
  • 雑誌名: Surf. Sci. 巻: 607 ページ: 174-180
  • DOI: 10.1016/j.susc.2012.09.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Important role of the CH/pi hydrogen bond in the enhancement of CD amplitude of 1,3-diene steroids (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu Takahashi, Yuji Kohno, Kazuyoshi Ueda, and Motohiro Nishio
  • 雑誌名: New J. Chem. 巻: 37 号: 3 ページ: 843-849
  • DOI: 10.1039/c2nj40955k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the CH/pi hydrogen bond on the enhancement of circular dichroism (CD) amplitude of 5,7-diene steroids: ergosterol, lumisterol, pirocarciferol, isopirocarciferol and structurally related cyclohexadienes (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu Takahashi, Yuji Kohno and Motohiro Nishio
  • 雑誌名: New J. Chem. 巻: 37 号: 7 ページ: 2082-2086
  • DOI: 10.1039/c3nj41148f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unique Water-Water Coordination Tailored by a Metal Surface (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Schiros, K. Andersson, J. B. MacNaughton, J. Gladh, A. Matsuda, H. Ostrom, O. Takahashi, L.G.M. Pettersson, A. Nilsson, and H. Ogasawara
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 号: 23 ページ: 234708-7
  • DOI: 10.1063/1.4809680
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracting chemical information of free molecules from K-shell double core-hole spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda and O. Takahashi
  • 雑誌名: J. Elec. Spectrosc. Rel. Phenom 巻: 185 号: 8-9 ページ: 301-311
  • DOI: 10.1016/j.elspec.2012.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarization dependent resonant x-ray emission spectroscopy of D2O and H2O water: Assignment of the local molecular orbital symmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tokushima, Y. Horikawa, H. Arai, Y. Harada, O. Takahashi, L. G. M. Pettersson, A. Nilsson, S. Shin
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 136 号: 4 ページ: 4451707-4451707
  • DOI: 10.1063/1.3678443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Core-to-Eydberg band-shift and -broadening of hydrogen bonded ammonia clusters studied with nitrogen K-edge excitation spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: 山中武, 田中健一郎, 他4名
  • 雑誌名: J.Chem.Phys. 巻: 136(1) 号: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1063/1.3673778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of the CH/ hydrogen bond on the enhancement of circular dichroism (CD) amplitude of 1,3-cyclohexadiene compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu Takahashi, Katsuyoshi Yamasaki, Yuji Kohno, Kazuyoshi Ueda, and Motohiro Nishio
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 2 号: 29 ページ: 10891-10898
  • DOI: 10.1039/c2ra21446f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular double core-hole electron spectroscopy of large molecules for probing molecular size : A series of bridged trihalosilyltrimethylsilyl molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi (他3名)
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 518(1-3) ページ: 44-48
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2011.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Double Core Hole Electron Spectroscopy of Nucleobases (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi, M. Tashiro, M. Ehara, K. Yamasaki, K. Ueda
  • 雑誌名: J. Phys. Chem 巻: A115 号: 44 ページ: 12070-12082
  • DOI: 10.1021/jp205923m
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study to Control Chemical Reactions Using Si:2p Core Ionization : Site-Specifiction (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Nagaoka, H.Fukuzawa, G.Prumper, M.Takemoto, O.Takahashi, K.Yamaguchi, T.Kakiuchi, K.Tabayashi, I.H.Suzuki, J.R.Harries, Y.Tamenori, K.Ueda
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.A 巻: 115 号: 32 ページ: 8822-8831
  • DOI: 10.1021/jp203664r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical spectroscopy on K^<-2>, K^<-1>L^<-1>, and L^<-2> double core hole states of SiX_4 (X=H, F, Cl, and CH_3) molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: O.Takahashi, M.Tashiro, M.Ehara, K.Yamasaki, K.Ueda
  • 雑誌名: Chem.Phys. 巻: 384 号: 1-3 ページ: 28-25
  • DOI: 10.1016/j.chemphys.2011.04.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Site- and geometry-specific CH...O interaction in small acetaldehyde clusters studied with core-electron excitation spectroscopy in the carbon K-edge region (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Tabayashi, O. Takahashi (他8名)
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser 巻: 288 ページ: 12022-11
  • DOI: 10.1088/1742-6596/288/1/012022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Projection of Si 1s photoexcited orbitals into resonant Auger electron spectra in KLL decays of Si(CH_3)_4 and SiF_4 (2011)
  • 著者名/発表者名: I. H. Suzuki, O. Takahashi (他7名)
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 巻: 134 号: 8 ページ: 84312-7
  • DOI: 10.1063/1.3556942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure sensitivity of double inner-shell holes in sulfur-containing molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Linusson, O. Takahashi (他3名)
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 83 号: 2 ページ: 22506-4
  • DOI: 10.1103/physreva.83.022506
  • 査読あり
• [学会発表] Theoretical studies on core-level spectroscopy: Dynamical effects (2014)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi
  • 学会等名: Helmholtz-Zentrum Berlin
  • 発表場所: Helmholtz-Zentrum Berlin, Berlin
  • 招待講演
• [学会発表] Auger decay spectra calculations for some small molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi, S. Takaki, N. Kunitake, K. Yamasaki
  • 学会等名: 5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2013-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 軟X線分光に関する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修
  • 学会等名: 平成25年度研究集会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] 金属原子を含む軟X線吸収分光スペクトルの理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修
  • 学会等名: 2013年日本化学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] 核の運動を含んだオージェ電子分光スペクトルの理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, 高木沙弥, 国武尚登, 山崎勝義
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2013秋季年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-10-18
• [学会発表] 液体エタノールのX線発光分光に対する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, Lars Pettersson
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] Auger decay spectra calculations for some small molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi, S. Takaki, N. Kunitake, K. Yamasaki
  • 学会等名: XXVIII ICPEAC
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 2013-07-29
• [学会発表] 液体アルコールのX線発光分光に対する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, Lars G. M. Pettersson
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2013春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 内殻二重正孔状態におけるダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, 谷哲龍, 山崎勝義, 上田潔
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] Auger decay spectra calculations for some small molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu Takahashi, Saya Takaki, Naotake Kunitake, Katsuyoshi Yamasaki
  • 学会等名: XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collision
  • 発表場所: Lanzhou, China
• [学会発表] 液体アルコールのX線発光分光に対する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修、Lars G. M. Pettersson
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2013春季年会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
• [学会発表] 核の運動を含んだオージェ電子分光スペクトルの理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修,高木沙弥, 国武尚登, 山崎勝義
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2013秋季年会
  • 発表場所: 九州大学 伊都キャンパス
• [学会発表] 液体エタノールのX線発光分光に対する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修, Lars Pettersson
  • 学会等名: 第7回分子科学討論会2013
  • 発表場所: 京都 京都テルサ
• [学会発表] 金属原子を含む軟X線吸収分光スペクトルの理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修
  • 学会等名: 2013年日本化学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 広島大学西条キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 軟X線分光に関する理論計算 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修
  • 学会等名: 文部科学省平成25年度科学研究費補助金「新学術領域研究」宇宙における分子進化：星間雲から原子惑星系へ 平成25年度研究集会
  • 発表場所: 札幌，低温科学研究所
  • 招待講演
• [学会発表] 内殻二重正孔状態におけるダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋修、谷哲龍、山崎勝義、上田潔
  • 学会等名: 第26回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] QCT 法を用いたN_2+O_2 系の振動緩和過程の理論計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大久保康裕, 河野明男, 高橋修, 山崎勝義
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2012秋季年会
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] 分子の二重内殻正孔状態の理論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, 上田潔
  • 学会等名: 第35回情報化学討論会
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 2012-10-05
• [学会発表] Extracting chemical information of free molecules from K-shell double core-hole spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi and K. Ueda
  • 学会等名: The 12th international conference on electron spectroscopy and structure (ICESS12)
  • 発表場所: Saint-Malo, France
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Theoretical study of photoelectron-Auger electron coincidence spectroscopy of CF_4 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, T. Arion , U. Hergenhahn
  • 学会等名: 第28回化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] 軟X線分光法に対する理論計算手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國武尚登, 木元麻衣, 高橋修, 山崎勝義
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] アンモニアの光刺激脱離反応に関する理論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷哲龍, 高橋修, 山崎勝義
  • 学会等名: 第25回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] High resolution X-ray emission studies on hydrogen bonded water molecules in liquid and solutions (2012)
  • 著者名/発表者名: TOKUSHIMA, Takashi; HORIKAWA, Yuka; ARAI, Hidemi; HARADA, Yoshihisa; TAKAHASHI, Osamu; SHIN, Shik
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡、九州大学筑紫キャンパス
• [学会発表] Theoretical study of photoelectron-Auger electron coincidence spectroscopy of CF4 (2012)
  • 著者名/発表者名: TAKAHASHI, Osamu; ARION, Tiberiu; HERGENHAHN, Uwe
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 福岡、九州大学筑紫キャンパス
• [学会発表] Extracting chemical information of free molecules from Kshell (2012)
  • 著者名/発表者名: O. Takahashi; K. Ueda
  • 学会等名: International conference of Electronic spectroscopy and structure
  • 発表場所: Palais des Congres &#8211; Saint-Malo, France
• [学会発表] QCT 法を用いたN2＋O2系の振動緩和過程の理論計算 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大久保泰裕、河野明男、高橋修、山崎勝義
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2012秋季年会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス 基盤教育棟2号館
• [学会発表] 軟 X 線分光法に対する理論計算手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國武 尚登、木元 麻衣、高橋 修、山崎 勝義
  • 学会等名: 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖、鳥栖市民文化会館・中央公民館
• [学会発表] アンモニアの光刺激脱離反応に関する理論的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷哲龍 、高橋修、山崎勝義
  • 学会等名: 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 鳥栖、鳥栖市民文化会館・中央公民館
• [学会発表] 生体分子に対するX 線二重内殻正孔分光理論計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋修, 田代基慶, 江原正博, 山崎勝義, 上田 潔
  • 学会等名: 第5回分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Theoretical Calculations of Vibrational Relaxation in O_2+N_2 System (2011)
  • 著者名/発表者名: 大久保泰裕, 高橋修, 山崎勝義
  • 学会等名: 第27回化学反応討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Theoretical Calculations of Vibrational Relaxation in O2+N2 System (2011)
  • 著者名/発表者名: Okubo,Yasuhiro; Takahashi,Osamu; Yamasaki,Katsuyoshi
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 東京、東京工業大学(デジタル多目的ホール・コラボレーションルーム)
• [学会発表] Soft X-ray emission spectra of carbonate ions in aqueous solution of alkali carbonates (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida,Ayaka; Arai,Hidemi; Horikawa,Yuka; Tokushima,Takashi; Takahashi,Osamu Oura,Masaki; Gejo,Tatsuo; Honma,Kenji; Shin,Siik
  • 学会等名: 化学反応討論会
  • 発表場所: 東京、東京工業大学(デジタル多目的ホール・コラボレーションルーム)
• [学会発表] 生体分子に対するX線二重内殻正孔分光理論計算 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋 修,田代 基慶 ,江原 正博,山崎 勝義,上田 潔
  • 学会等名: 分子科学討論会
  • 発表場所: 札幌、札幌コンベンションセンター
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/shu/