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生理活性分子の励起状態ダイナミックス:ピコ秒・ナノ秒時間分解振動分光法による研究

研究課題

研究課題/領域番号 15550018
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理化学
研究機関早稲田大学

研究代表者

高橋 博彰  早稲田大学, 理工学部, 教授 (40063622)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード分子構造 / 電子状態 / 分子分光 / 生理活性分子 / 励起状態ダイナミックス / 時間分解振動分光
研究概要

研究成果の主なものは以下の通りである。
(1)皮膚病の光治療薬である8-メトキシソラーレン(8-MOP)は、同族化合物のソラーレン(Ps)や5-メトキシソラーレン(5-MOP)とは光化学反応が全く異なることを明らかにした。ピコ秒時間分解吸収スペクトルの測定により、8-MOPの最低励起一重項状態S_1と最低励起三重項状態T_1はPsや5-MOPのそれらと吸収の位置および寿命が全く異なり、特に8-MOPのT_1の寿命が極めて短いことが分かった。Ab initio DFT(B3LYP/D95V)法を用いたMolecular Dynamics Simulation(AIMD)計算を行い、8-MOPではPsや5-MOPとは異なりT_1状態において開環構造を取ることが示された。8-MOPの生理作用がPsや5-MOPのそれと異なるのは、T_1状態における開環構造により説明されることが分かった。
(2)補酵素ピリドキサール-5-リン酸シッフ塩基のモデル化合物メチルアミン誘導体について、ab initio DFT(B3LYP/6-31+G*)法を用いて最適化構造を求め、基準振動の計算を行い、力の定数を求めた。最適化構造はリン酸基がスキュウ形のエノル構造であり、赤外吸収およびラマンスペクトルと振動数および強度ともに良い一致を示した。また、ケト構造とエノル構造とのエネルギー差は2.6kcal/molであり、両構造は溶液中で平衡状態にあると考えられる。紫外光照射により生成する短寿命の過渡分子種はC=N結合に関してのsyn形である可能性が高い。
(3)補酵素還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の光化学反応を、時間分解共鳴ラマンおよびUV吸収分光法により研究し、370nm,560nmに吸収ピークをもち、1627cm^<-1>にラマンバンドを示すカチオンラジカルが観測され、これが時間とともに390nmに吸収をもつ中性ラジカルに変換することを明らかにした。490nmに吸収ピークをもつもう1種の過渡種の正体はまだ不明である

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (10件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Time-resolved Resonance Raman, Time-resolved UV-visible Absorption and DFT Calculation Study on Photo-oxidation of the Reduced Form of Nicotinamide Adenine Dinucleotide2006

    • 著者名/発表者名
      N.Takahashi, T.Shinno, M.Tachikawa, T.Yuzawa, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Raman Spectroscopy 37

      ページ: 283-290

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio and DFT Theoretical Studies of Pyridoxal-5-phospate Methylamine Schiff Base Isomers2005

    • 著者名/発表者名
      G.M.Kuramshina, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 735-736

      ページ: 39-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced Transformations of p-Azido-benzo-18-crown-62005

    • 著者名/発表者名
      N.N.Brandt, A.Yu.Chikishev, I.K.Sakodinskaya, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Chemical Physics letters 415

      ページ: 79-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio and DFT theoretical studies of pyridoxal-5-phospate methylamine Schiff base isomers2005

    • 著者名/発表者名
      G.M.Kuramshina, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 735-735

      ページ: 39-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photoinduced Transformations of p-Azido-benzo-18-crown-62005

    • 著者名/発表者名
      N.N.Brandt, A.Yu.Chikishev, I.K.Sakodinskaya, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters 415

      ページ: 79-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical Study on the Excited States of Psoralen Compounds based on a Thymine Residue2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry 25(2)

      ページ: 179-188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study on the excited states of psoralen compounds bonded to a thymine residue2004

    • 著者名/発表者名
      A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi, H.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Computational Chemistry 25

      ページ: 179-188

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-Resolved Infrared and Raman Studies of benzil. Vibrational Analysis and Structure of Excited States2003

    • 著者名/発表者名
      M.Mizuno, K.Iwata, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 661-662

      ページ: 3-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structures and Vibrational Spectra of 5H-Dibenz[b, f]azepine and 5H-Dibenzo[a, d]cyclohepten-5-ol on the Basis of Quantum Mechanical Calculations2003

    • 著者名/発表者名
      G.M.Kuramshina, T.Mogi, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 661-662

      ページ: 121-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Resolved Absorption and Time-Resolved Raman Spectroscopies of the Photochemistry of Carbazole and N-Ethylcarbazole2003

    • 著者名/発表者名
      R.Hiyoshi, H.Hiura, Y.Sakamoto, M.Mizuno, M.Sakai, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Structure 661-662

      ページ: 481-490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab Initio Molecular Dynamics Study on the Excitation Dynamics of Psoralen Compounds2003

    • 著者名/発表者名
      H.Nakai, Y.Yamaguchi, A.Nakata, H.Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics 119

      ページ: 4223-4228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [学会発表] Time-resolved Spectroscopy of Electronic Excited States and Photo-generated Excited States2006

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      28^<th> European Congress on Molecular Spectroscopy
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2006-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Time-resolved Spectroscopy of Electronic Excited States And Photo-generated Excited States2006

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      28^<th> European Congress on Molecular
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      2006-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure and Dynamics of Electronic Excited States of Seven-membered Ring Derivatives : Femtosecond and Picosecond Time-resolved Spectroscopic Study2005

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Non-linear Optics
    • 発表場所
      St.Petersburg, Russia
    • 年月日
      2005-05-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Structure and Dynamics of Electronic Excited States of Seven-membered Ring Derivertives : Femtosecond and Picosecond Time-resolved Spectroscopic Study2005

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Non-linear Optics
    • 発表場所
      St.Petersburg, Russia
    • 年月日
      2005-05-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Time-Resolved Raman and Absorption Spectroscopies of the Photochromism of Ortho-nitrobenzyl Compounds2004

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      4^<th> International Symposium on Photochromism
    • 発表場所
      Arcachon, France
    • 年月日
      2004-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Time-resolved Raman and Absorption Spectroscopies of the Photochromism of Ortho-nitrobenzyl Compounds2004

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      4^<th> International Symposium on Photochromism
    • 発表場所
      Arcachon, France
    • 年月日
      2004-09-13
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Time-resolved Raman and Absorption Studies of the Structures and Dynamics of Excited States of Non-rigid Molecules2004

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      27^<th> European Congress on Molecular Spectroscopy
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2004-09-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Intramolecular Proton Transfer Reaction of Ortho-nitrobenzyl Compounds : Time-resolved Raman and Absorption Study2004

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      19^<th> International Conference on Raman Spectroscopy
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 年月日
      2004-08-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] On the Mechanism of Photoionization and Photo-induced Deprotonation of Carbazole2003

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      11^<th> International Conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Castiglione della Pescaia, Italy
    • 年月日
      2003-05-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [学会発表] On the Mechanism of Photoionization and Photoinduced Deprotonation of Carbazole2003

    • 著者名/発表者名
      H.Takahashi
    • 学会等名
      11^<th> International Conference on Time-resolved Vibrational Spectroscopy
    • 発表場所
      Castiglinione della Pescaia, Italy
    • 年月日
      2003-05-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Mizuno, K.Iwara, H.Takahashi: "Time-Resolved Infrared and Raman Studies of benzil. Vibrational Analysis and Structure of the Excited States"Journal of Molecular Structure. 661-662. 3-10 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] G.M.Kuramshina, T.Mogi, H.Takahashi: "Structures and Vibrational Spectra of 5H-Dibenz[b,f]azepine and 5H-Dibenzo[a,d]cyclohepten-5-ol on the Basis of Quantum Mechanical Calculations"Journal of Molecular Structure. 661-662. 121-140 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Hiyoshi, H.Hiura, Y.Sakamoto, N.Mizuno, M.Sakai, H.Takahashi: "Time-Resolved Absorption and Time-Resolved Raman Spectroscopies of the Photochemistry of Carbazole and N-Ethylcarbazole"Journal of Molecular Structure. 661-662. 481-490 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Nakata, T.Baba, H.Takahashi, H.Nakai: "Theoretical Study on the Excited States of Psoralen Compounds based on a Thymine Residue"Journal of Computational Chemistry. 25(2). 179-188 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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