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光合成バクテリアにおける光合成反応中心のスペクトルと電子移動のメカニズムについて、SAC-CI法を用いて研究し、光吸収スペクトルの同定、電子移動経路の選択性、電子移動に伴う構造緩和と蛋白質残基の役割などを、明らかにした。SAC-CI波動関数を用いて、不斉分子におけるCircular Dichroism (CD)スペクトルを解析するプログラムを開発し、核酸分子のCDスペクトルに応用した。ルミフラビンの光吸収スペクトルにおける溶媒効果についても研究を行った。また、SAC-CI法を中心理論とする独自のQM/MM法を開発し、蛋白質や酵素における活性中心の基底・励起状態が関与するPhotoBiologyの手法を確立した。その応用として、視覚や光駆動プロトンポンプで知られるレチナール蛋白質について、世界で初めて系統的かつ定量的に光吸収エネルギーを計算することに成功し、レチナール色素が様々な蛋白質の環境に応じて光吸収波長を変化させるメカニズム(color-tuningメカニズム)を定量的なレベルで明らかにした。また、蛍の黄緑色の発光を担うルシフェリン酵素における発光体の同定と、その色の起源、更には、人工的な蛍・発光色のチューニングの提案などをおこなった。
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