| 研究課題/領域番号 |
18K05075
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分33010:構造有機化学および物理有機化学関連
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
平野 誉 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20238380)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 生物発光 / ホタル / ウミホタル / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / 反応機構 / 酸素化 / 化学励起 / オキシルシフェリン / 酵素環境場 |
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| 研究成果の概要 |
代表的な発光生物であるホタルとウミホタルはルシフェリン－ルシフェラーゼ(L-L)反応により発光する。L-L反応では、ルシフェラーゼの酵素作用の下で基質ルシフェリンが多段階反応で励起分子を生成して光る。生物発光は生命科学分野の発光分析利用に不可欠な反応であり、その応用発展の基礎となる反応機構の解明が求められる。本研究では、L-L反応の高性能化につながる３つの素反応過程について、酸素化では電子移動の関与する機構、化学励起では中間体配座の関与、発光過程では酵素活性部位の関与する発光色制御機構を実験的に明らかにすると共に、生物発光の高性能化要因に関する知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生物発光は化学反応により光子を生み出す特徴を持ち、生命科学分野の発光分析やイメージング技術を支える。生物発光の分析利用を発展させるには、基盤となる反応機構の理解が不可欠であり、本研究で得られた素反応過程の分子機構に関する知見は、高性能な生物発光を模倣した発光基質の分子設計指針を提供するため学術的意義が大きい。さらに、生物発光の分析利用法の高性能化に寄与することで、医療を含めた生命科学分野の発展にも貢献する。
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