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量子化学計算による生物無機化学の新たな展開

研究課題

研究課題/領域番号 18350088
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関九州大学

研究代表者

吉澤 一成  九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (30273486)

研究分担者 塩田 淑人 (塩田 淑仁)  九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (70335991)
蒲池 高志  九州大学, 先導物質化学研究所, 学術研究員 (40403951)
連携研究者 蒲池 高志  九州大学, 先導物質化学研究所, 学術研究員 (40403951)
研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 2,130千円)
2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2007年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2006年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
キーワード量子化学 / 生物無機化学 / 金属酵素 / 反応機構 / 密度汎関数法 / チロシナーゼ / 密度汎関数 / 酵素反応 / 生体分子 / 分子力学 / 電子輸送
研究概要

量子化学計算により金属酵素の構造と反応性について研究を行った。とくに、量子力学と分子力学を組み合わせた、いわゆるQM/MM法により、チロシナーゼやB12関連酵素、ビオチンカーボキシラーゼの全原子計算を行い、これらの酵素の反応機構を解明した。さらに、人工錯体による窒素分子の活性化の機構について研究を行い、これを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (72件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (57件) (うち査読あり 26件) 学会発表 (10件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Comparison of the Reactivity of Bis(μ-oxo)Cu^<II>Cu^<III> and Cu^<III>Cu^<III> Species to Methane2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiota and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48

      ページ: 838-845

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Photochemical Reversibility of Ring-Closing and Ring-Opening Reactions in Diarylperfluorocyclopentenes2009

    • 著者名/発表者名
      A. Staykov and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 113

      ページ: 3826-3834

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Orbital View Concept Applied on Photoswitching Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuji, A. Staykov, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Thin Solid Films (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] DFT Study on the Mechanism of N-N Bond Cleavage by a Bis(μ-hydrido)diniobium Complex2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, Y. Shiota, T. Matsuo, H. Kawaguchi, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48

      ページ: 3875-3881

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] What is the Identity of the Metal Ions in the Active Sites of Coenzyme B12-Dependent Diol Dehydratase? A Computational Mutation Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, M. Takahata, T. Toraya, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      T. Kamachi, M. Takahata, T. Toraya, and K. Journal of Physical Chemistry B 113(in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Bistability of Magnetization without Spin-Transition in a High-Spin Cobalt(II)Complex due to Angular Momentum Quenching2009

    • 著者名/発表者名
      G. Juhasz, R. Matsuda, S. Kanegawa, K. Inoue, O. Sato, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 131

      ページ: 4560-4561

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Catalytic Mechanism of Fluoroacetate Dehalogenase : Computational Exploration of the Biological Dehalogenation2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, T. Nakayama, O. Shitamichi, K. Jitsumori, T. Kurihara, N. Esaki, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Comparison of the Reactivity of Bis(μ-oxo)Cu^<II>Cu^<III> and Cu^<III>Cu^<III> Species to Methane2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiota, et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48

      ページ: 838-845

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photochemical Reversibility of Ring-Closing and Ring-Opening Reactions in Diarylperfluorocyclopentenes2009

    • 著者名/発表者名
      A. Staykov, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 113(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orbital View Concept Applied on Photoswitching Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuji, et al.
    • 雑誌名

      Thin Solid films (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT Study on the Mechanism of N≡N Bond Cleavage by a Bis(μ-hydrido)diniobium Comples2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 48(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] What is the Identity of the Metal Ions in the Active Sites of Coenzyme B_<12>-Dependent Diol Dehydratase? A Computational Mutation Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 113(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bistability of Magnetization of Hgh-Spin Cobalt(II)Complex Controlled by Quenching Angular Momentum2009

    • 著者名/発表者名
      G. Juhasz, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society (in press)

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      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of the Reaction Mechanism of Biotin Carboxylase2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, H. Kondo, Y. Shiota, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation 4

      ページ: 366-374

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Novel Ferrocene-Containing Pyridylamine Ligand and Their Ruthenium(II) Complexes : Electronic Communication through Hydrogen-bonded Amide Linkage2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kojima, D. Noguchi, T. Nakayama, Y. Inagaki, Y. Shiota, K. Yoshizawa, K. Ohkubo, and S. Fukuzumi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 47

      ページ: 886-895

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Silicon-Carbon Unsaturated Compounds. 74. Thermal Behavior of 1-Silacyclobut-3-enes Generated from the Reaction of Acylpolysilanes with tert-Butylacetylene2008

    • 著者名/発表者名
      A. Naka, S. Motoike, N. Senbu, J. Ohshita, A. Kunai, K. Yoshizawa, and M. Ishikawa
    • 雑誌名

      Organometallics 27

      ページ: 2750-2755

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] DFT Study on Chemical N2 Fixation by Using a Cubane-Type RuIr_3S_4 Cluster : Energy Profile for Binding and Reduction of N_2 to Ammonia via Ru-N-NH_x (x=1-3) Intermediates with Unique Structures2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, H. Mori, H. Seino, M. Hidai, Y. Mizobe, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 9037-9047

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      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Rutenium-Catalyzed Selective and Efficient Oxygenation of Hydrocarbons with Water as an Oxygen Source2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirata, T. Kojima, Y. Mizutani, Y. Shiota, K. Yoshizawa, and S. Fukuzumi
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 47

      ページ: 5772-5776

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Orbital Views of the Electron Transport in Molecular Devices2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshizawa, T. Tada, and A. Staykov
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 9406-9413

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      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Mechanism and Kinetics of Cyanide Decomposition by Ferrate2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, T. Nakayama, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 81

      ページ: 1212-1218

    • NAID

      10024330607

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  • [雑誌論文] Theoretical Study of Long-Range Electron Transport in Molecular Junctions2008

    • 著者名/発表者名
      D. Nozaki, Y. Girard, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 17408-17415

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  • [雑誌論文] Combined Experimental and Theoretical Approach to Understand the Reactivity of a Mononuclear Cu(II)-Hydroperoxo Complex in Oxygenation Reactions2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, Y. -M. Lee, T. Nishimi, J. Cho, K. Yoshizawa, and W. Nam
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 112

      ページ: 13102-13108

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  • [雑誌論文] Quantum Chemical Approach to the Mechanism for the Biological Conversion of Tyrosine to Dopaquinone2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, Y. Shiota, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 16890-16897

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  • [雑誌論文] Theoretical Study of the Direct Synthesis of H_2O_2 on Pd and Pd/Au Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      A. Staykov, T. Kamachi, T. Ishihara, and K. Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 19501-19505

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    • 著者名/発表者名
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      触媒 50(7)

      ページ: 608-613

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  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of the Reaction Mechanism of Biotin Carboxylase2008

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      Y. Ito, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation 4

      ページ: 366-374

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    • 著者名/発表者名
      T. Kojima, et al.
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 47

      ページ: 886-895

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  • [雑誌論文] Silicon-Carbon Unsaturated Compounds. 74. Thermal Behavior of 1-Silacyclobut-3-enes Generated from the Reaction of Acylpolysilanes with tert-Butylacetylene2008

    • 著者名/発表者名
      A. Naka, et al.
    • 雑誌名

      Organometallics 27

      ページ: 2750-2755

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  • [雑誌論文] DFT Study on Chemical N_2 Fixation by Using a Cubane-Type RuIr_3S_4 Cluster : Energy Profile for Binding and Reduction of N_2 to Ammonia via Ru-N-NH_x (x = 1-3) Intermediates with Unique Structures2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tanaka, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 9037-9047

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  • [雑誌論文] Rutenium-Catalyzed Selective and Efficient Oxygenation of Hydrocarbons with Water as an Oxygen Source2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirata, et al.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 47

      ページ: 5772-5776

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  • [雑誌論文] Orbital Views of the Electron Transport in Molecular Devices2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshizawa, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 9406-9413

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    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, et al.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan 81

      ページ: 1212-1218

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    • 著者名/発表者名
      D. Nozaki, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 112

      ページ: 17408-17415

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  • [雑誌論文] Combined Experimental and Theoretical Approach to Understand the Reactivity of a Mononuclear Cu(II)-Hydroperoxo Complex in Oxgenation Reactions2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kamachi, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 112

      ページ: 13102-13108

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    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, et al.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 130

      ページ: 16890-16897

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  • [雑誌論文] Theoretical Study of the Direct Synthesis of H_2O_2 on Pd and Pd/Au Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      A. Staykov, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 112

      ページ: 19501-19595

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  • [雑誌論文] Theoretical Analysis of the Reaction Mechanism of Biotin Carboxylase2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Ito
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Theory and Computation 4

      ページ: 366-374

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  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Novel Ferrocene-Containing Pyridylamine Ligand and Their Ruthenium(II) Complexes: Electronic Communication through Hydrogen-bonded Amide Linkage2008

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry 47

      ページ: 886-895

    • 関連する報告書
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  • [雑誌論文] Does Cob(II)alamin Act as a Conductor in Coenzyme B_<12> Dependent Mutases?2007

    • 著者名/発表者名
      P.M.Kozlowski
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 46

      ページ: 980-983

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  • [雑誌論文] Vibronic Interaction in MetaHoporphyrin π-Anion Radicals2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry A 111

      ページ: 852-857

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  • [雑誌論文] Photoswitching of Conductivity through a Diarylperfluorocyclopentene Nanowire2007

    • 著者名/発表者名
      A.Staykov
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 111

      ページ: 3517-3521

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  • [雑誌論文] Combined Experimental and Theoretical Evidence or NonhemeIron(III)-Alkylperoxo Species as a Sluggish Oxidantin Oxygenation Reactions2007

    • 著者名/発表者名
      M.S.Sea
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition 46

      ページ: 2291-2294

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  • [雑誌論文] Theoretical Study of Donor-π-Bridge-Acceptor Unimolecular Rectifier2007

    • 著者名/発表者名
      A.Staykov
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C 111

      ページ: 11699-11705

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  • [雑誌論文] Computational Mutation Analysis of Coenzyme B_<12>-Dependent Diol Dehydratase2007

    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi
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      Chemistry-A European Journal 13

      ページ: 7864-7873

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  • [雑誌論文] DFT Analysis of Cubane-Type Felr_3S_4 Clusters.Dinitrogen Binding and Activation at the Tetrahedral Fe Site2007

    • 著者名/発表者名
      P.M.Kozlowski
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      Bullet in of the Chemical Society of Japan 80

      ページ: 2323-2328

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    • 著者名/発表者名
      P.M.Kozlowski et al.
    • 雑誌名

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      ページ: 852-857

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      Angew. Chem. Int. Ed. 46

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      K.Yoshizawa et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A 111

      ページ: 852-857

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      A.Staykov et al.
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      J. Phys. Chem. C 111

      ページ: 3517-3521

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      Y.Shiota et al.
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    • 著者名/発表者名
      T.Kamachi et al.
    • 雑誌名

      J. Inorg. Biochem. 100

      ページ: 751-754

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Study of a Neutral, Doubly Protonated, and Doubly Deprotonated Porphyrine Dithiolate used as a Molecular Switch2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Girard et al.
    • 雑誌名

      Chem. Phys. 327

      ページ: 77-84

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Size Effect of Finite-Length Carbon Nanotubes2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yumura et al.
    • 雑誌名

      Roy. Soc. Chem. Annu. Rep. Prog. Chem. Sect. C 102

      ページ: 71-91

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] DFT Calculations of the Cubane-Type Mo_2Ru_2S_4 Clusters. Stability of the Possible Dinitrogen Cluster and the Isolable Acetonitrile Cluster2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa et al.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn 79

      ページ: 53-58

    • NAID

      10017169883

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] QM/MM Study of Tyrosinase : Structure and Catalytic Mechanism2009

    • 学会等名
      International Symposium of Chemistry of Reductases II
    • 発表場所
      Nagoya University, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子輸送現象における軌道理論2009

    • 学会等名
      大学間連携事業シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子化学計算による酵素化学反応へのアプローチ2008

    • 学会等名
      九州大学情報基盤センターセミナー
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-04-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum Chemical Approach to Bioinorganic Chemistry : Structure-Reactivity Relationship in Enzymatic Reactions2008

    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on "Molecular Theory for Real Systems"
    • 発表場所
      Okazaki, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Computational Mutation Analysis of Coenzyme B_<12>-Dependent Diol Dehydratase2008

    • 学会等名
      The Eighth Triennial Congress of the World Association of Theoretical and Computational Chemists (WATOC 2008)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 量子輸送現象における軌道理論2008

    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] QM/MM Study of the Catalytic Mechanism of Tyrosinase2008

    • 学会等名
      The Fourth Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC IV)
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Quantum Chemical Study on the Biological Conversion of Tyrosine to Dopaquinone2008

    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Computational approach to catalytic mechanism for alkane hydroxylation by metalloenzymes2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa
    • 学会等名
      The 13th International Conference on Biological Inorganic Chemistry(ICBICI3)
    • 発表場所
      ウィーン、オーストリア
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Methane hydroxylation by transition-metal oxides and metalloenzymes2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa
    • 学会等名
      The Third Asisn Pacific Conference on Theoretical & Computational Chemistry(APCTC3)
    • 発表場所
      北京、中国
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Methane Hydroxylation by First Row Transition Metal Oxides, Computational Modeling of Principles and Mechanisms of Transition Metal-Based Homogeneous Catalytic Processes(Morokuma, K. ; Musaev, D. G. Ed.;)2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, K.
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Yoshizawa, K. Methane Hydroxylation by First Row Transition Metal Oxides Morokuma, K.; Musaev, D.G.Ed.;Computational Modeling of Principles and Mechanisms of Transition Metal-Based Homogeneous Catalytic Processes;2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshizawa
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Wiley-VCH
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 分子の物理化学2006

    • 著者名/発表者名
      吉澤一成
    • 総ページ数
      191
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://trout.scc.kyushu-u.ac.jp/yoshizawaJ/index.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://trout.scc.kyushu-u.ac.jp/yoshizawaJ/index.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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