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生物無機化学における構造と特異機能の研究

研究課題

研究課題/領域番号 04225101
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

山内 脩  名古屋大学, 理学部, 教授 (70029643)

研究分担者 鈴木 晋一郎  大阪大学, 理学部, 教授 (70116052)
田中 晃二  岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (00029274)
北川 禎三  岡崎国立共同研究機構, 分子科学研究所, 教授 (40029955)
森島 積 (森島 績)  京都大学大学院, 工学研究科, 教授 (50026093)
研究期間 (年度) 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
32,900千円 (直接経費: 32,900千円)
1994年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1993年度: 19,200千円 (直接経費: 19,200千円)
1992年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワード生体関連金属錯体 / 多重相互作用 / 生体内反応過程 / 金属酵素モデル / 分子認識系 / 酸素運搬体 / 電子移動反応系 / 人工変異タンパク質 / 国際シンポジウム / DNA塩基認識 / 銅酵素 / 人工変異ヘムタンパク質 / 光合成系マンガン錯体 / 二酸化炭素固定
研究概要

生体系に存在する微量金属元素の役割の解明とその機能の化学モデル化を意図して、3年間にわたり研究班活動を行ってきた。すなわち、(i)金属イオン周辺での多重相互作用(山内)、(ii)反応過程制御(森島)、(iii)生体反応系の精密モデル化(北川)、(iv)新反応系の構築(田中)、に焦点を絞り、研究を展開した。本研究(成果とりまとめ)では、これらに対する4研究班の3年間にわたる研究成果を当初の研究目標にそってとりまとめ評価すると共に、全体の成果を総合的に再配列、再検討して金属イオン関与生体反応における認識、反応過程、機能、メカニズムをより深く統一的に解析し、公表した。同時に、世界における生物無機化学研究の動向をふまえ、わが国における今後の研究の展開について考察を加えた。本研究は理学、工学、農学、医学の各分野の研究者による学際的共同研究であり、例えば化学者と生物学者の協力により新しい観点からの研究が展開された。この結果、とくにイカ、エビなどの酸素分子運搬体であるヘモシアニンの活性中心の精密モデル化、シトクロムオキシダーゼによる酸素分子の水への還元、芳香環スタッキングにおける構造特異生、ヘムタンパク質の軸配位子による機能発現とその制御などの研究で世界に誇るユニークな成果をあげた。平成6年7月に京都で開催された第30回錯体化学国際介護(ICCC)においては本研究成果が班員により数多く発表された。また、この大きな会議に先立って、本研究班の成果を公開シンポジウムおよび前後して開かれたICCCのサテライト国際シンポジウムにおいても発表し、外国人研究者の注目を集めた。今後、本研究による研究成果が効果的に活用され、生物無機化学および関連分野の発展に寄与すると同時に、医学などを通じて社会的貢献がなされることが期待される。

報告書

(4件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (66件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (66件)

  • [文献書誌] M. Unno, K. Ishimori, Y. Ishimura and I. Morishima: "High Pressure Flash Photolysis Study of Hemoproteins: Effects of Substrate Analogues on the Recombination of Carbon Monoxide to Cytochrome P450cam." Biochemistry. 33. 9762-9768 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nakashima and T. Kitagawa: "Recombination Intermediates of Photodissociated CO Myoglobin at Ambient Temperatures Detected by Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy." J. Am. Chem. Soc.116. 10318-10319 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.Lomozik, A. Odani and O. Yamauchi: "Spectroscopic Studies on Complex Formation and Noncovalent Interactions in Ternary Palladium(II) Systems Involving Spermidine and 2,3-Diaminopropionate or 2,4-diaminobutyrate." Inorg. Chim. Acta. 219. 107-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Yamauchi: "Amino Acid-and Pterin-Metal Chemistry as an Approach to Biological Functions." Pure Appl. Chem.67. 297-304 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Komeda, H. Nagano, Y. Kushi, G. Adachi, M. Suzuki,A. Uehara and K. Tanaka: "Molecular Structures of Nitro-and Nitrito-Copper Intermediates in Electrochemical Reduction of Nitrite to Nitrous Oxide." Bulletin of Chemical Society of Japan. 68. 581-589 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tanaka: "Carbon Dioxide Fixation by Catalysed by Metal Complexes." Advances of Inorganic Chemistry. (in Press). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Unnno, K.Ishimori, Y.Ishimura and I.Morishima: "High Pressure Flash Photolysis Study of Hemoproteins : Effects of Substrate Analogues on the Recombination of Carbon Monoxide to Cytochrome P450cam." Biochemistry. 33. 9762-9768 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Nakashima and T.Kitagawa: "Recombination Intermediates of Photodissociated CO Myoglobin at Ambient Temperatures Detected by Time-Resolved Resonance Raman Spectroscopy" J.Am.Chem.Soc.116. 10318-10319 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.Lomozik, A.Odani and O.Yamauchi: "Spectroscopic Studies on Complex Formation and Noncovalent Interactions in Ternary Palladium (II) Systems Involving Spermidine and 2,3-Diaminopropionate or 2,4-diaminobutyrate" Inorg.Chim.Acta. 219. 107-114 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Yamauchi: "Amino Acid-and Pterin-Metal Chemistry as an Approach to Biological Functions" Pure Appl.Chem.67. 297-304 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Komeda, H.Nagao, Y.Kushi, G.Adachi, M.Suzuki, A.Uehara and K.Tanaka: "Molecular Structures of Nitro- and Nitrito-Copper Intermediates in Electrochemical Reduction of Nitrite to Nitrous Oxide." Bulletin of Chemical Society of Japan. 68. 581-589 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Carbon Dioxide Fixation by Catalysed by MEtal Complexes." Advances of Inorganic Chemistry. (in press). (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Sugimori: "Structures and Properties of Temary Copper(II)Complexes Involving a Halogen Substituted Phenylalanine and 2,2'-Bipyridine.Intermolecular Interactions Between Halo and Organic Groups." Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 131-137 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] L.Lomozik: "Spectroscopic Studies on Complex Formation and Noncovalent Interactions in Ternary Palladium(II)Systems Involving Spermidine and 2,3-Diaminopropionate or 2,4-diaminobutyrate." Inorg.Chim.Acta.219. 107-114 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nagano: "Carbon-Carbon Bond Formation in Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide Catalyzed by a Ruthenium Complex." Inorg.Chem.33. 3415-3420 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] C.Dennison: "Proton Nuclear Magnetic Resonance Assignments and the Electron Self-exchange Rate Constant for Pseudoazurin from Achromobacter cycloclasters." J.Chem.Soc.Dalton Trans.437-443 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] C.Dennison: "Reactivity of Pseudoazurin from Achromobacter cycloclastes with Inorganic Redox Partners and Related NMR and Electrochemical Studies." Inorg.Chem.33. 3299-3305 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ozawa: "NMR Studies of π-Cation Radical Complexes of Iron(III)and Oxoiron (IV)Chlorins.Models for Reaction Intermediates of Chlorin-Containing Heme Enzymes." J.Am.Chem.Soc.116. 5832-5838 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Wakasugi: "“Module"Substitution in Hemoglobin Subunits:Preparation and Characterization of a Chimera β α-Subunit." J.Biol.Chem.269. 18750-18756 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Unno: "High Pressure Flash Photolysis study of Hemoproteins:Effects of Substrate Analogues on the Recombination of Carbon Monoxide to Cytochrome P450cam." Biochemistry. 33. 9762-9768 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kaminaka: "Sequential Changes of the Fe-Histidine Bond upon Ligand Binding to Hemoglobin:Resonance Raman Study of α,α-Cross-linked Co-Fe Hybrid Hemoglobins." J.Am.Chem.Soc.116. 1683-1689 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mizutani: "Resonance Raman Characterization of Iron (III) Porphyrin N-Oxide:Evidence for an Fe-O-N Bridged Structure." J.Am.Chem.Soc.116. 3439-3441 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hirota: "Vibrational Assignments of the FeCO Unit of CO-Bound Heme Proteins Revisited:Observation of a New CO-Isotope-Sensitive Raman Band Assignable to the FeCO Bending Fundamental." J.Phys.Chem.98. 6652-6660 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] O.Yamauchi: "Amino Acid-and Pterin-Metal Chemistry as an Approach to Biological Functions." Pure Appl.Chem.67. 297-304 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Masuda: "Structures and Stabilities of Ternary Copper(II)Complexes Containing an Acidic and a Basic Amino Acid.Evidence for Arginine Side Chain Involvement in Intermolecular Interactions and Its Biological Implication" Inorg.Chem.32. 1111-1118 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Yamauchi: "Ternary Metal(II)Complexes with Tyrosine-Containing Dipeptides.Structures of Copper(II)and Palladium(II)Complexes Involving L-Tyrosylglycine and Stabilization of Copper(II)Complexes Due to Intramolecular Aromatic Ring Stacking." Inorg.Chem.32. 4951-4959 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Odani: "Structures and Properties of Ternary Copper(II)Complexes Involving a Halogen Substituted Phenylalanine and 2,2'-Bipyridine.Intermolecular Interactions between Halo and Organic Groups." Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 131-137 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Odani: "Spectroscopic Evidence for the Redox Reaction between Copper(II)and a Pterin Cofactor Model,6,7-Dimethyl-5,6,7,8-tetrahydropterin." Chem.Lett.385-388 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] L.Lomozik: "Spectroscopic studies on complex formation and noncovalent interactions in ternary palladium(II)systems involving spermidine and 2,3-diaminopropionate of 2,4-diaminobutyrate." Inorg.Chim.Acta. 219. 107-114 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ozawa: "Spectroscopic Characterization of Peroxo-Iron(III)Chlorin Complexes.The First Model for a Reaction Intermediate of Cytochrome d." Inorg.Chem.33. 306-313 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Konno: "Transition State of an Unfolding Step in Human Cyanomet Myoglobin." Biochim.Biophys.Acta. 1162. 93-98 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] A.Togi: "Effects of Intra and Intersubunit Hydrogen Bonds on the R-T Transition in Hunman Hemoglobin As Studied with α42(C7)and β145(HC2)Mutations." Biochemistry. 32. 10165-10169 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hisamoto: "Site-Directed Mutagenesis in Hemoglobin:Functional and Structural Study of the Intersubunit Hydrogen Bond of Threonine-38(C3)α at the α1-β2 Interface in Human Hemoglobin." Biochemistry. 32. 13688-13695 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ozawa: "Spectroscopic Characterization of Peroxo-Iron(III)Chlorin Complexes.The First Model for a Reaction Intermediate of Cytochrome d." Inorg.Chem.33. 306-313 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ozawa: "Preparation and Characterization of Oxoiron(IV)Chlorin Complexes as the First Models for a Reaction Intermediate in the Catalytic Cycle of Cytochrome d." J.Am.Chem.Soc.116. 634-641 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishimori: "Site-Directed Mutagenesis in Hemoglobin:Functional and Structural Role of Penultimate Tyrosine." Biochemistry. 33(in press). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inoue: "Crystallization and Preliminary X-ray Studies on Pseudoazurin from Achromobacter cycloclastes IAM 1013." J.Biochem.114. 761-762 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kohzuma: "Direct Electrochemistry of Copper-Containing Nitrite Reductase from Achromobacter xylosoxidans NCIB 11015." Chem.Lett.12. 2029-2032 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Itoh: "Pysicochemical Properties of 2-Methylthio-4-methylphenol,a Model Compound of the Novel Cofactor of Galactose Oxidase." Chem.Lett.12. 2099-2102 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] N.Nakamura: "Structure of a Tripotassium Pyrroloquinoline Quinone Salt." Acta Cryst.2093-2095 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nakao: "Preparation and Properties of the Dinuclear Copper(II)Complexes Bridged by an Alkoxo and an Exogenous Bridging Ligand." Bull.Chem.Soc.Jpn.67. 260-262 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kohzuma: "Direct Electrochemistry of Nitrite Reductase from Achromobacter cycloclastes IAM 1013." Bull.Chem.Soc.Jpn.138-143 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ogura: "Time-Resolved Resonance Raman Elucidation of the Pathway for Dioxygen Reduction by Cytochrome c Oxidase." J.Am.Chem.Soc.115. 8527-8536 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.D.Karlin: "Bioinorganic Chemistry of Copper" Copper(II)-Pteridine Chemistry.Structures,Properties,and Phenylalanine Hydroxylase Models., (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.D.Karlin: "Bioinorganic Chemistry of Copper" Copper(II)-Pteridine Chemistry.Structures,Properties,and Phenylalanine Hydroxylase Models., (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Masuda: "Copper(II)-Thioether Bonding in Multidentate N,S-Donor Ligand Complexes.Structural Dependence of the Chemical Properties of the Copper(II) Complexes of 1,5-Bis(2-pyridylmethylamino)-3-thiapentane and 2,6-Bis-(2,6-dithiaheptyl)pyridine" Bull.Chem.Soc.Jpn.65. 786-793 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Yamauchi: "Weak Interactions in Metal Complexes of Amino Acids with a Phosphorylated Side Chain.Conversion of Aromatic Ring Stacking to Electrostatic Bonding by Tyrosine Phosphorylation." Inorg.Chim.Acta. 198-200. 749-761 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Osamu Yamauchi: "Copper-Pteridine Chemistry.Structures,Solution Equilibria,and Redox Reactions" J.Inorg.Biochem.47. 40- (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Akira Odani: "Pteridine-Containing Ternary and Quaternary Complexes as Models for Metalloenzyme-Pterin Cofactor-Substrate Association Structure of Ternary Copper(II)-2,2'-Bipyridine-Lumazine Complex and Successful Equilibrium Study of a Quaternary Copper(II)System" J.Am.Chem.Soc.114. 6294-6300 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki Masuda: "Structures and Stabilities of Ternary Copper(II)Complexes Containing an Acidic and a Basic Amino Acid.Evidence for Arginine Side Chain Involve-ment in Intermolecular Interactions and Its Biological Implication" Inorg.Chem.32. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ozawa: "NMR Studeis of Iron(II) Nitrosyl π-Cation Radicals of Octaethylchlorin and Octaethylisobacteriochlorin as Models for Reaction Intermediate of Nitrite Reductase" J.Am.Chem.Soc.114. 1548 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishimori: "SiteDircted Mutagenesis in Hemoglobin: Functional and Structural Role of Inter-and Intrasubunit Hydrogen Bonds As Studied With 37β Mutations" Biochemistry. 31. 3256 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishimori: "Sturcture and Ligand Binding Properties of Leucine 29(B10) Mutants of Human Myoglobin" Biochemistry. 267. 12614 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Push Effects on the Heterolytic O-O Bond Cleavage of Peroxoiron(III) Porphyrin Adducts" Inorg.Chem.31. 156 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Yamaguchi: "Low-Valent Iron Porphyrins.NMR Evidence for π-Anion-Radical Character in Two-Electron-Reduced Iron(III) Meso-or β-Pyrrole-Substituted Porphyrins" Inorg.Chem.31. 3216 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sato: "Time-Resolved Resonance Raman Spectra of Free-Bace Octaethylporphyrin in the S_1 and T_1 States" Chem.Phys.Lett.189. 443-447 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kitajima: "A New Model for Dioxygen Binding in Hemocyanin.Synthesis,Characterization,and Molecular Structrue of the μ-η^2:η^2 Peroxo Dinuclear Copper(II) Complexes,[Cu(HB(3,5-R_2pz)_3)]_2(O_2)(R=iPr and Ph)" J.Am.Chem.Soc.114. 1227-1291 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kaminaka: "Time-Resolved UV Resonance Raman Study on Bohr Effects of Hemoglobin" J.Am.Chem.Soc.114. 3256-3260 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishimori: "Site Dircted Mutagenesis in Hemoglobin: Functional and Structural Role of Inter-and Intrasubunit Hydrogen Bonds as Studied With 37β and 145β Mutations" Biochemistry. 31. 3256-3265 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] N.Komeda: "Electrochemical Carbon Dioxide Fixation to Thioesters Catalyzed by [Mo_2Fe_6S_8(SEt)_9]^<3->" J.Am.Chem.Soc.114. 3625-3630 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka: "Synthesis and Characterization of Bis (2,2'-bipyridyl) Nitro-Corbonylruthenium(II)Hexafluorophosphate" Inorg.Chem.31. 1971-1973 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tanaka: "Crystal Structure of cis-(Carbon Monoxide)(η^1-Carboon Dioxide)bis(2,2-bipyridyl)Ruthenium,an Active Species in Catalytic CO_2 Reduction Affording CO and HCOO^-" Organometallics. 11. 1450-1451 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kambayashi: "Crystal Structure of (Ph_4As)_2[Fe_4S_4(SAD)_4]and Stabiliozation of [Fe_4S_4(SAD)_4]^- State in Aqueous Media." Chem.Lett.919-922 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Suzuki: "The First topa-Containing Copper(II) Complex,[Cu(DL-topa)(bpy)-(H_2O)]BF_4.3H_2O,as a Model for the Active Site in Copper-Containing Amine Oxidase" J.Am.Chem.Soc.114. 6550-6552 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Suzuki: "Synthesis and Structure of a topa-Containing Ternary Copper(II)Complex" J.Inorg.Biochem.47. 54 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Suzuki: "Effect of Type II Copper on Enzyme Activity of Copper-Containing Nitrite Reductase" J.Inorg.Biochem.47. 59 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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