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励起生体分子の動的過程:電子理論からのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 18770130
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 生物物理学
研究機関京都大学

研究代表者

長谷川 淳也  京都大学, 大学院工学研究科, 講師 (30322168)

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
3,680千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2007年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード光生物学 / 励起状態理論 / QM / MM法 / SAC-CI法 / 生体分子 / 光化学 / 励起状態 / 光合成反応中心 / レチナールたんぱく質 / 蛍ルシフェラーゼ / 励起生体分子 / 電子状態理論
研究概要

電子励起した生体分子がどのような挙動を示すかを研究するために、励起状態のポテンシャルエネルギー面を計算する方法を整備した。巨大な蛋白質-色素複合体を計算するために、量子-古典ハイブリッド法であるQM/MM 法のプログラムを開発した。その応用として、レチナール蛋白質、ホタルルシフェラーゼなどの励起状態を計算した。その結果、ヒト色覚で見られるレチナールのスペクトル制御メカニズムやホタルの黄緑色発光の起源などを明らかにし、人工的な発光色チュ-ニングの提案などを行った。また、ヘムにおける酸素分子吸着過程を明らかにした。

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

    (46件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (29件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (16件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Charge-polarized coordination space for H2 adsorption2009

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, M. Higuchi, Y. Hijikata, and S. Kitagawa
    • 雑誌名

      Chem. Mater.

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Artificial Color Tuning of Firefly Luminescence : Theoretical Mutation by Tuning Electrostatic2009

    • 著者名/発表者名
      N. Nakatani, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Cheni. Phys. Letters 469

      ページ: 191-194

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocyclization of 2, 4, 6-Triethylbenzophenones in the Solid State2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Ito, H. Takahashi, J. Hasegawa, and N. J. Turro
    • 雑誌名

      Tetrahedron 65

      ページ: 677-689

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A multi-core QM/MM approach for the geometry optimization of chromophore aggregate in protein2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Kiyota, J. Hasegawa, K. Fujimoto, B. Swerts, and H.
    • 雑誌名

      J. Comp. Chem.

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子間相互作用の解析と分子設計への展望2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 雑誌名

      配位空間の化学-最新技術と応用-

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Origin of color tuning in human red, green, and blue cone visual pigments : SAC-CI and QM/MM study2008

    • 著者名/発表者名
      K. Fujimoto, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Letters 462 (4-6)

      ページ: 318-320

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Spectral Tuning Mechanism in Photofunctional Proteins : ASAC-CI Theoretical Study2008

    • 著者名/発表者名
      L Hasegawa, K. Fujimoto, Nakatani, H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Frontiers of Computational Science 2008 1

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origin of color tuning in human red, green, and blue cone visual pigments: SAC-CI and QM/MM study2008

    • 著者名/発表者名
      K. Fujimoto, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Letters 462

      ページ: 318-320

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 紅色細菌光合成反応中心における励起状態と電子移動の量子化学2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 雑誌名

      光合成研究 18

      ページ: 53-59

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 光合成・視覚・生物発光の初期過程 : SAC-CI法による研究2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也、中辻博
    • 雑誌名

      固体物理 43

      ページ: 147-155

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Exploring Photo-Biology and Bio-Spectroscopy with the SAC-CI (Symmetry-Adapted Cluster-Configuration2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也、中辻博
    • 雑誌名

      Radiation Induced Molecular Phenomena in Nucleic Acid : A Comprehensive Theoretical and

      ページ: 93-123

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring Photo-Biology and Bio-Spectroscopy with the SAC-CI (Symmetry-Adapted Cluster-Configuration Interaction) Method2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Radiation Induced Molecular Phenomena in Nucleic Acid: A Comprehensive Theoretical and Experimental Analysis (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Review of the SAC-CI Applications to the Excited States of Porohyrin Compounds: How Q-band absorptions are controlled?2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Computing Lett. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Red Light in Chemiluminescence and Yellow-green Light in Bioluminescence : Color-tuning Mechanism of Firefly, Photinus pyralis, studied by the SAC-CI method2007

    • 著者名/発表者名
      N. Nakatani, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji, J
    • 雑誌名

      Am. Chem. Soc 129

      ページ: 8756-8765

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Excited States of GFP Chromophore and Active Site Studied by the SAC-CI method : Effect of Protein-environment and Mutation2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, K. Fujimoto, B. Swerts, T. Miyahara, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Comp. Chem 28

      ページ: 2443-2452

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Red Light in Chemiluminescence and Yellow-green Light in Bioluminescence: Color-tuning Mechanism of Firefly, Photinus pyralis, studied by the SAC-CI2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Nakatani, Jun-ya Hasegawa, Hiroshi Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc. 129

      ページ: 8756-8765

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited States of GFP Chromophore and Active Site Studied by the SAC-CI method: Effect of Protein-environment and Mutations2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, K. Fujimoto, B. Swerts, T. Miyahara, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Comp. Chem 28

      ページ: 2443-2452

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAC-CI Theoretical Study on the Excited States of Lumiflavin: Structure, Excitation Spectrum, and Solvation Effect2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa, S. Bureekaew, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Photochem.Photobiology A: Chemistry 189

      ページ: 205-210

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Studies on the Color-Tuning Mechanism in Retinal Proteins2007

    • 著者名/発表者名
      K. Fujimoto, S. Hayashi, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Chem. Theory Comput 3

      ページ: 605-618

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excited and ionized states of ozone studied by the MEG (multi-exponentially generated)/EX (excited)-MEG method2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtsuka, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem. Phys. 332

      ページ: 262-270

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAC-CI Theoretical Study on the Excited States of Lumiflavin : Structure, Excitation Spectrum, and Solvation Effect2007

    • 著者名/発表者名
      J.Hasegawa, S.Bureekaew, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Photochem.Photobiology A : Chemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Excited and ionized states of ozone studied by the MEG (multi-exponentially generated)/EX(excited)-MEG method2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Ohtsuka, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chemical Physics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Excited States of GFP Chromophore and Active Site Studied by the SAC-CI method : Effect of Protein-environment and Mutations2007

    • 著者名/発表者名
      J.Hasegawa, K.Fujimoto, B.Swerts, T.Miyahara, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Computational Chemistry (印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Studies on the Color-Tuning Mechanism in Retinal Proteins2007

    • 著者名/発表者名
      K.Fujimoto, S.Hayashi, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Chem.Theory Comput. 3

      ページ: 605-618

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the reversible O2 birding of the Fe-porphyrin complex2006

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima, J. Hasegawa, and H. Nakatsuji
    • 雑誌名

      J. Comp. Chem 27

      ページ: 426-433

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] On the color-tuning mechanism of Human-Blue visual pigment : SAC-CI and QM/MM study2006

    • 著者名/発表者名
      K.Fujimoto, J.Hasegawa, S.Hayashi, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 423

      ページ: 252-256

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the O2 binding of Fe-porphyrin, Fe-porphycene, and Fe-corrphycene complexes2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakashima, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Comp.Chem. 27

      ページ: 1363-1372

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electronic Circular Dichroism Spectrum of Uridine Studied by the SAC-CI method2006

    • 著者名/発表者名
      S.Bureekaew, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      Chem.Phys.Lett. 425

      ページ: 367-37

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the reversible O2 binding of the Fe-porphyrin complex2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakashima, J.Hasegawa, H.Nakatsuji
    • 雑誌名

      J.Comp.Chem. 27

      ページ: 426-433

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性蛋白質にみられるカラーチューニングの起源に関する物理と化学と生物学2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      第1回生物物質科学フォーラム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-03-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヒト網膜の光受容体におけるスペクトル・チューニング2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      量子化学研究協会シンポジウム「革新的量子化学の展開」
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 年月日
      2008-05-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] SAC-CI study on the primary events in photobiological processes (Invited lecture)2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      第88回日本化学会春季年会アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] SAC-CI study on the primary events in photobiological processes(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      第88回日本化学会春季年会アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      立教大学東京
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Spectral Tuning Mechanism in Photofunctional Proteins : ASAC-CI Theoretical Study2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      International Symposium on Frontiers of Computatinal Science 2008
    • 発表場所
      北陸先端大東京サテライトキャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光生物学における分子理論の展開 : 励起状態理論の開発を基盤とし2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      特定領域研究「実在系の分子理論」平成20年度成果報告会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光機能性蛋白質にみられるカラーチューニング機構に関する理論的研究2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      研シンポジウム「分子アンサンブル2008」
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 紅色光合成細菌の反応中心の励起状態と電子移動:電子理論による研究(依頼講演)2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      分子研研究会「分子の視点から見る光合成」
    • 発表場所
      分子科学研究所
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Chemical Approach to Photobiology: Excited States of Photosynthetic Reaction Centers, Fluorescent Proteins, and Human Visual Cone Pigments(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      Photosynthesis and Enzyme Reactions
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Photobiology with the SAC-CI method2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      Molecular Response to Electronic Excitation, Bad Munstereifel
    • 発表場所
      Germany
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 光合成細菌の反応中心における励起状態と電子移動:量子化学の視点から(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      長谷川淳也
    • 学会等名
      有機固体冬の学校
    • 発表場所
      箱根
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Color-tuning mechanism of human visual cone pigments(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      The 2-nd Japan-Czeck-Slovakia Joint Symposium for Theoretical/Computational Chemistry
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SAC-CI study of the Color-tuning Mechanism in Photobiology(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      The Third Asian-Pacific Conference of Theoretical and Computational Chemistry (APCTCC)
    • 発表場所
      Beijing
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Color-tuning in Photobiology: A SAC-CI study(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      International Symposium on Molecular Theory for Real Systems, Kyoto
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Photobiology with the SAC-CI method(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      Molecular Response to Electronic Excitation
    • 発表場所
      ドイツ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SAC-CI applied to photobiology and biospectroscopy2006

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa
    • 学会等名
      The XII-th International Congress of Quantum Chemistry, Satellite Symposium「Reactions in Solution and Biological Systems : Potential Energy Surface and Dynamics」
    • 発表場所
      Fukui Institute for Fundamental Chemistry
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Radiation Induced Molecular Phenomena in Nucleic Acid : A Comprehensive Theoretical and Experimental Analysis, (Ed., by M. Shukla and J. Leszczynsk), (Exploring Photo-Biology and Bio-Spectroscopy with the SAC-CI (Symmetry-Adapted Cluster-Configuration Interaction) Method)2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hasegawa and H. Nakatsuji
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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