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発光巻き貝ラチア生物発光の分子基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 12045226
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関電気通信大学

研究代表者

丹羽 治樹  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (20135297)

研究分担者 牧 昌次郎  電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (20266349)
平野 誉  電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (20238380)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
2002年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2001年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2000年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
キーワードLatia neritoides / 生物発光 / ルシフェリン類縁体 / 構造活性相関 / ルシフェラーゼ精製 / MALDI-TOFマス / c-DNA / クローニング / ラチア / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / 糖タンパク / アミノ酸配列 / ニュージーランド / エステラーゼ活性 / MALDI-TOF
研究概要

1.β-Iononeを出発原料として天然型ラチアルシフェリンおよび類縁体を合成した。ニュー一ジーランドにて採集したラチア(Latia neritoides)より粗ルシフェラーゼ溶液を調製し、発光活性を検討した。その結果基質の2,2,6-cyclohexene環がフェニル基になった類縁体には発光活性が見られないが、2,6-ジメチルフェニル類縁体には弱いながらも発光活性を示すという、環構造部の認識に関する興味ある結果も得た。側鎖の類縁体においては天然型のエノールフォルマートのみならずエノールアセートやエノールベンゾアートでも発光活性があることが判明した。また発光速度はエノールフォルマート、エノールアセート、エノールベンゾアートの順に大幅に遅くなることが判明し、エノールエステル部の加水分解速度が発光にのkineticsに大きく影響することを見出した。そこで一連のp-置換ベンゾアート類縁体について発光速度を検討したところ、p位に電子吸引性置換基を持つベンゾアートアナログは電子供与性置換基をもつ物より発光反応が速くなる傾向が確認された。
2.ニュージーランドにて採集したラチアより、硫安分画、ゲル濾過、アフィニティーカラム、陰イオン交換クロマトグラフィー、再びゲル濾過を行うことによりラチアルシフェラーゼを単一成分として得ることができた。精製したルシフェラーゼは分子量約2,000の糖鎖が結合したN結合型糖タンパクであり、分子量31,000の単量体タンパクの6量体であることが判明した。精製したルシフェラーゼは合成したラチフルシフェリンにより発光することが確認され、発光スペクトルは生物発光と完全に一致した。このことよりラチアの発光系における最小要素は酸素、ルシフェリン、ルシフェラーゼであることが示され、光のエミッターはルシフェラーゼに内在していることが確定した。また従来言われてきた「パープルプロテイン」は発光反応自身には必須ではないことも証明された。さらに糖鎖と発光活性の相関を検討したところ糖鎖の存在がルシフェラーゼの発光活性の発現に深く関与していることが示された。
3.ラチアルシフェラーゼをコードするcDNAのクローニングに成功し、ラチアルシフェラーゼの294個のアミノ酸の1次配列を決定することができた。

報告書

(4件)
  • 2003 研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (58件)

  • [文献書誌] Jing Ling Zheng: "Synthesis and Chemi- and Bio-luminescence Properties of a Photolabile Coelenterazine Analogue Bearing an Azido Group"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 73,No.2. 465-469 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Ohashi: "Differentiation Between N-Acetylchondrosine and N : Acetyldermosine by Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time-of-flight Post Source Decay Mass Spectrometry."J.Mass Spectrom.Jpn.. 48,No.1. 26-31 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoya Kinumi: "Phosphopeptide Sequencing by In-Source Decay Spectrum in Delayed Extraction Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry"Analytical Biochemistry. 277,No.1. 177-186 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoya Kinumi: "Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Using an Inorganic Particle Matrix for Small Molecule Analysis"J.Mass Spectrom.. 35. 417-422 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Kojima: "Bioluminescence Activity of Latia Luciferin Analogs."Tetrahedron Lett.. 41,No.22. 4409-4413 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki Ishii: "Isoquinoline Formation by a Novel Photochemical Intermolecular Cycloaddition of 1.1-Diphenylethylene Derivatives to 1,4-Dicyanobenzene."Tetrahedron Lett.. 41,No.33. 6467-6471 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Selective Alkene Hydrogenation with Atomic Hydrogen Permeating through a Pd Sheet Electrode"Synth.Commun.. 30,No.19. 3575-3583 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daisuke Hashizume: "2,3,3a,4,9,9a-Hexahydro-9-phenylbenzo[f]indene Derivatives"Acta Crystallogr.. Sect.C56. 827-829 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Kobayashi: "Purification and Characteristic Properties of the Luciferase from the Marine Ostracod Vargula hilgendorfii"ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 1,No.3. 422-426 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Kojima: "Improved Syntheses of Watasenia Preluciferin (Coelenterazine) and Watasenia Luciferin (Coelenterazine Disulfate), and Site Specific Syntheses of the Coelenterazine Monosulfates."ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 2,No.3. 393-397 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Kobayashi: "Purification and Properties of the Luciferase from the Marine Ostracod Vargula hilgendorfii""Bioluminescence and Chemiluminescence," Ed by J.F.Case, P.J.Herring, B.H.Robinson, S.H.D.Haddock, L.J.Kricka, and P.E.Stanley : World Scientific, Singapore. 87-90 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Hydrogenolysis-free Hydrogenation by Pd Black Powder Catalyst"Synlett. No.10. 1590-1592 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Ohashi: "Intramolecular Electron Transfer Induced Cleavage of Dioxetanes Observed in Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry"Eur.J.Mass Spectrom.. 7. 441-445 (2001)

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  • [文献書誌] Yuko Imai: "Fluorescent Properties of Phenolate Anions of Coelenteramide Analogues : The Light-emitters Structure in Aequorin Bioluminescence"J.Photochem.Photobiol., A (Chemistry). 146. 95-107 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Effect of Solvent and Hydrogen during Selective Hydrogenation"Tetrahedron Lett.. 42,No.47. 8323-8327 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiyuki Itoh: "Reduction in Desorption Mass Spectrometry : Multiple Protonation on Flavins without Charge Increment"J.Mass Spectrom.Jpn.. 50,No.2. 52-57 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Andreas D.Kummer: "Viscosity Dependent Fluorescence Decay of the GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion"J.Physical Chem.B. 106,No.34. 7554-7559 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Hydrogenolysis-free Hydrogenation using Pd Black Catalyst Deposited on a Pd Sheet"ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 4,No.1. 49-54 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Development of Pd Black Deposited on Polypropylene Sheet as a Highly Selective Catalyst for Hydrogenation of Alkenes"Tetrahedron Lett.. 44,No.18. 3717-3721 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shunnichiro Nakai: "Fundamental Studies on The Structure and Spectroscopic Properties of 3,7-Dihydroimidazo[1,2-a]pyrazin-3-oneDerivatives"Bull.Chem.Soc.Jpn.. 76,No.12. 2361-2387 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Sekiguchi: "Metal-ion Complexation of Imidazo(1,2-a)pyrazin-3(7H)-ones : Continous Change in Absorption Spectra of Complexs Depending on the Lewis Acidity of the Metal Ion"Tetrahedron Lett.. 45,No.5. 1065-1069 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuhiro Nakamura: "Synthesis of Latia Luciferin Benzoate Analogues and those Bioluminescent Activity"Tetrahedron Lett.. 45,No.10. 2203-2205 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jing Ling Zheng: "Synthesis and Chemi-and Bio-luminesence Properties of a Photolabile Coelenterazine Analogue Bearing an Azido Group."Bull. Chem. Soc. Jpn.. 73. 465-469 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Ohashi: "Differentiation Between N-Acetylchondrosine and N-Ionization Time-of-flight Post Source Decay Mass Spectrometry."J. Mass Spectrom. Jpn.. 48. 26-31 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoya Kinumi: "Phosphopeptide Sequencing by In-Source Decay Spectrum in Delayed Extraction Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry."Analytical Biochemistry. 277. 177-186 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoya Kinumi: "Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Using an Inorganic Particle Matrix for Small Molecule Analysis."J. Mass Spectrom.. 35. 417-422 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Kojima: "Biohminescence Activity of Latia Luciferin Analogs."Tetrahedron Lett.. 41, No.22. 4409-4413 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki Ishii: "Isoquinoline Formation by a Novel Photochemical Intermolecular Cycloaddition of 1, 1-Diphenylethylene Derivatives to 1, 4-Dicyaobenzene."Tetrahedron Lett.. 41, No.33. 6467-6471 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Selective Alkene Hydrogenation with Atomic Hydrogen Permeating through a Pd. Sheet Electorde."Shyth. Commun.. 30, No.19. 3575-3583 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daisuke Hashizume: "2,3,3a, 4,9,9a-Hexahydro-9-phenylbenzo[f]indene Derivatives."Acta Crystallogr., Sect.. C56. 827-829 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Kobayashi: "Purification and Characteristic Properties of teh Luciferase from the Marine Ostracod Vargula hilgendorfii."ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 1, No.3. 422-426 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Kojima: "Improved Syntheses of Watasenia Preluciferin (Coelenterazine) and Watasenia Luciferin (Coelenterazine Disulfate), and Site Specific Syntheses of teh Coelenterazine Monosulfates."ITE Letters on Batteries, New Technoogies and Medicine. 2, No.3. 393-397 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Kobayashi: "Purification and Properties of the Luciferase from teh Marine Ostracod Vargula hilgendorfiil.""Bioluminescence and Chemiluminescence," Ed by J. F. Case, P. J.Herring, B. H. Robinson, S. H. D. Haddock, L. J. Kricka, and P. E.. No.10. 1590-1592 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Hydrogenolysis-free Hydrogenation by Pd Black Powder Catalyst."Stanley : World Scientific, Singapore. No.10. 87-90 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mamoru Ohashi: "Intramolecular Electron Transfer Induced Clavege of Dioxetanes Observed in Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry."Eur. J. Mass Spectrom.. 7. 441-445 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuko Imai: "Fluorescent Properties of Phenolate Anions of Coelenteramide Analogues : The Light-emitters Structure in Aequorin Bioluminescence."J. Photochem. Photobiol., A (Chemistry). 146. 95-107 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Effect of Solvent and Hydrogen during Selective Hydrogenation."Tetrahedron Lett.. 42, No.47. 8323-8327 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiyuki Itoh: "Reduction in Desorption Mass Sepctrometry : Multiple Protonation on Flavins without Charge Increment."J. Mass Spectrom Jpn.. 50, No.2. 52-57 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Andreas D. Kummer: "Visosity Dependent Fluorescence Decay of hte GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion."J. Physical Chem. B. 106, No.30. 7554-7559 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Hydrogenolysis-free Hydrogenation using Pd Black Catalyst Deposited on a Pd Sheet."ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 4, No.1. 49-54 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shojiro Maki: "Development of Pd Black Deposited on Polypropylene Sheet as a Highly Selective Catalyst for Hydrogenation of Alkenes."Tetrahedron Lett.. 44, No.18. 3717-3721 (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shunnichiro Nakai: "Fundamental Studies on The Structure adn Spectroscopic Properties of 3,7-Dihydriomidazo[1,2-a]pyrazin-3-one Derviatives."Bull. Chem. Soc. Jpn.. 76, No.12. 2361-2387 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Sekiguchi: "Metal-ion Complexation of Imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones : ContinousChange in Absorption Spectra of Complexs Depending on the Lewis Acidity of the Metal Ion."Tetrahedron Lett.. 45, No.5. 1065-1069 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuhiro Nakamura: "Synthesis of Latia Luciferin Benzoate Analogues and those Bioluminescent Activity."Tetrahedron Lett.. 45, No.10. 2203-2205 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Itoh: "Reduction in Desorption Mass Spectrometry : Multiple Protonation on Flavins without Charge Increment"J. Mass Spectrom. Jpn.. 50, No.2. 52-57 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.D.Kummer: "Viscosity Dependent Fluorescence Decay of the GFP Chromophore in Solution Due to Fast Internal Conversion"J. Physical Chem. B. 106, No.30. 7554-7559 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 丹羽治樹: "生物発光のメカニズムとその応用"現代化学. No.379. 28-36 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kojima: "Improved Syntheses of Watasenia Preluciferin (Coelenterazine) and Watasenia Luciferin (Coelenterazine Disulfate), and Site Specific Syntheses of the Coelenterazine Monosulfates"ITE Letters on Batteries, New Technologies and Medicine. 2,No.3. 393-397 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kobayashi: "Purification and Properties of the Luciferase from the Marine Ostracod Vargula hilgendorfii.""Bioluminescence and Chemiluminescence," ed by J.F.Case, P.J.Herring, B.H.Robinson, S.H.D.Haddock, L.J.Kricka, and P.B.Stanle : World Scientffic, Singapore. 87-90 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maki: "Hydrogenolysis-free Hydrogenation by Pd Black Powder Catalyst"Synlett. No.10. 1590-1592 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ohashi: "Intramolecular Electron Transfer Induced Cleavage of Dioxetanes Observed in Fast Atom Bombardment Mass Spectrometry"Eur. J. Mass Spectrom.. 7. 441-445 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Imai: "Fluorescent Properties of Phenolate Anions of Coelenteramide Analogues : The Light-emitters Structure in Aequorin Bioluminescence"J. Photochem. Photobiol., A (Chemistry). 146. 95-107 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Maki: "Effect of Solvent and Hydrogen during Selective Hydrogenation"Tetrahedron Lett.. 42,No.47. 8323-8327 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mamoru Ohashi ら: "Differentiation Between N-Acetylchondrosine and N-Acetyldermosin by Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time-of-flight Post Source Decay Mass Spectrometry"J.Mass Spectrom.Jpn.. 48. 26-31 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoya Kinumi ら: "Phosphopeptide Sequencing by In-Source Decay Spectrum in Delayed Extraction Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry."Analytical Biochemistry. 277. 177-186 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoya Kinum ら: "Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-flight Mass Spectrometry Using an Inorganic Particle Matrix for Small Molecule Analysis."J.Mass Spectrom.. 35. 417-422 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kobayashi ら: "Purification and Chracteristic Properties of the Luciferase from the Marine Ostracod Vurgula hilgendorfii"ITE Letters. 1. 422-426 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Kojim ら: "Bioluminescence Activity of Latia Luciferin Analogs"Tetrahedron Lett.. 41. 4409-4413 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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