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電子伝達機能をもつ鉄-硫黄タンパク質の電子状態-物性物理からのアプローチ-

具有电子传递功能的铁硫蛋白的电子态 - 凝聚态物理学的方法 -

基本信息

批准号：
20654032
负责人：
遠山貴巳
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20654032/
关键词：
生体分子鉄・硫黄タンパク質厳密対角化法

项目摘要

引き続きFe_2S_2クラスターに注目してその電子状態と磁性を検討した。特に、ランチョス法に基づく大規模厳密対角化計算により鉄と硫黄の電荷移動エネルギーをパラメータとしてスピン量子数で区分けされる部分空間における最低固有状態を求めた。形式的にFe^<3+>とFe^<2+>が存在する場合は、Fe間の超交換相互作用と二重交換相互作用の競合により、電荷移動エネルギーの大きなところでS=9/2が安定になり、そこから電荷移動エネルギーを減少させるとS=1/2が基底状態となり、さらに減少させていくとS=7/2が基底状態となる。電荷移動型とモット・ハバード型という区分けで見ると、この系は電荷移動型に属していると見るべきであり、系に非対称性がない場合はS=9/2が基底状態になると期待される。非対称性が含まれるとS=1/2が安定になる。一方、実験からは二核の還元型鉄-硫黄クラスター[Fe2S2]^<1+>では、システインがクラスターに付随しているときはFe^<3+>とFe^<2+>が区別できる局在状態にあり全スピンはS=1/2となる。しかし、システインの一部をセリンに置換すると非局在な混合原子価状態Fe^<2.5+>Fe^<2.5+>が形成され全スピンがS=9/2となる。この振る舞いは、上記の理論結果とは必ずしも整合していない。システインの端にある硫黄とセリンの端にある酸素の違いのためセリン置換により電子分極率が減少する。そのため、系全体の遮蔽効果が減少し、静電的クーロン相互作用に関わるエネルギーが増加することが期待される。その結果可能なシナリオは、もともとセリン置換前はS=1/2が基底状態となるパラメータ領域に物質系は存在しており、置換効果によって電荷移動エネルギーが増大する結果、S=9/2が安定となるというものである。このシナリオを確認するのは容易ではないが、硫黄の内核X線吸収分光が有効な実験手段となることを議論した。

Attention is drawn to Fe_2S_2クラスターに's electronic state and magnetic properties.特に、ランチョス法にづくLarge-scale density conversion calculation により鉄とsulfur のcharge movement エネルギーをパラメータとしてスピンquantum numberでdifferentiationけされるpartial spaceにおけるlowest proper stateをquestめた. The form of Fe^<3+> and Fe^<2+> exists in the case, the super-exchange interaction between Fe and the double exchange interaction, the competition and the charge movement, and the charge movement is large.でS=9/2 がSTABILITY になり、そこからcharge movement エネルギーを REDUCED させるとS=1 /2がbasic state となり, さらにさせていくとS=7/2がbase state となる. Charge-shifting type とモット・ハバード type という is divided into けで见ると and この-type にgen していると见るべきであり、It's a non-symmetrical case がないS=9/2がbase state になるとLooking forward to される. The asymmetry is the same as the stable one. S=1/2. One side, 実験からは二nuclear のreduction type iron-sulfur クラスター[Fe2S2]^<1+>では, システインがクラスターにThe difference is that the difference is that the game is in the state of the game.しかし、システインの一をセリンに Replacement すると Non-local mixed atom 価state Fe ^<2.5+>Fe^<2.5+>が成され全スピンがS=9/2となる. The theoretical result of the above mentioned vibration and dance must be integrated into the theoretical result.システインのENDにある sulfur とセリンのENDにある acid element のviolation いのためセリンによりelectronic polarization rate が REDUCED する.そのため, the overall masking effect is reduced, and the electrostatic クーロン interaction is added and the することがanticipation is added. The result is that the base state of the base state of the なシナリオは and the もともとセリン before replacement is possible and the material system exists In しており, substitution effect によってcharge movement エネルギーがincrease large する result, S=9/2 が stabilization となるというものである.このシナリオをconfirmationするのはeasyではないが, sulfurのkernelX-ray absorption spectroscopyがeffectiveな実験 means and discussionした.