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周辺の分子環境に応じて光吸収・発光エネルギーを大きく変化させる光機能性蛋白質(ヒト錐体視物質・蛍光タンパク質)について、理論化学計算によりメカニズムを解析した。その結果、色素の電子励起に伴い電荷分布が大きく変化すること、蛋白質が偏った静電ポテンシャルを色素上に形成することを見出し、これらのシナジーにより励起エネルギー準位が変化することを明らかにした。また、いくつかのレチナール蛋白質では、周辺アミノ酸の電子状態が励起エネルギーに寄与することを見出した。このような蛋白質の電子的効果を解析するために、新たに分子軌道の局在化法を開発し、事前に定義した形状や領域に局在化した分子軌道を得ることが可能になった。この方法を応用し、励起エネルギー移動におけるsuper-exchange機構について移動経路の解析を行なった。
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