1998 Fiscal Year Annual Research Report
蛋白質中電子移動経路の評価方法の確立と経路マップの作成
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10480179
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
垣谷 俊昭 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90027350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
倭 剛久 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90251587)
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| Keywords | タンパク質中電子移動 / 化学結合経由 / トンネル経路3次元マップ / トンネル確率指標 / ドナーサイト / アクセプターサイト |
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| Research Abstract |
タンパク質中電子移動は光合成やミトコンドリアでのエネルギー変換で極めて重要な反応である。最近これらの膜タンパク質の立体構造がX線回折の解析によって次第に明らかになってきた。そこで現在最も望まれていることは、このような構造をもとにして、電子はタンパク質中のどのような経路をたどってドナーサイトからアクセプターサイトにトンネル移動するのかを明らかにすることである。本研究は理論計算によってこの問題の解決を目指す。すでにBeratanやOnuchicらの理論が提出されている。そこでは、彼らは電子移動は本質的に化学結合を経由して行われるという仮定から出発している。しかしながら、われわれはこのような仮定をあらかじめ設定しないで、無作為にトンネル経路が決定される方法の開発を目指す。そのために、われわれは各原子にたいして、とだけの確立で電子が経由するかの指標を定義した。この指標は解析的な式で表すことが出来、効率的な計算が可能である。従って、タンパク質中の全ての原子に対して計算を行うことができる。この指標のおおきさをタンパク質の立体構造に分布させ、等高線を書けば、その大きな値を持つ経路が自動的に求まる。今年度は各原子の指標の計算を行うプログラムを作るところまで進行した。来年度は具体的タンパク質に対して、トンネル経路の3次元マップを作ることが出来るはずである。その結果から、電子移動がBeratanらが述べるように主として化学結合を選んで移動しているかを検証することが可能になる。
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[Publications] T.Kakitani: "Deuterium Substtitution Effect on the Excited-State Dynamics of Rhodopsin." J.Phys.Chem.B. 102,7. 1334-1339 (1998)
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[Publications] A.Kimura: "Nonperturbative Method of Electron Transfer via a Midway Molecule." Chem.Phys.Letters. 298. 241-249 (1998)
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[Publications] S.Yamamoto: "Ab initio MO Study on the Potential energy Surfaces of Low-lying Excited States Protonated Schiff Base Retinal." THEOCHEM. 451. 151-162 (1998)
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[Publications] T.Kakitani: "Theory of Excitation Transfer in the Intermediate Coupling Case" J.Phys.Chem.B. (in press). (1999)
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[Publications] 垣谷 俊昭: "光・物質・生命と反応 上" 丸善株式会社, 206 (1998)
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[Publications] 垣谷 俊昭: "光・物質・生命と反応 下" 丸善株式会社, 250 (1998)
