Development of inter-molecular interaction theory for excited states

激发态分子间相互作用理论的发展

• 批准号: 21685002
• 负责人: HASEGAWA Jun-ya
• 金额: $ 15.81万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21685002/
• 关键词: 理論化学; 量子化学; 電子状態理論; マルチフィジクス理論; 励起状態理論; 分子間相互作用; 光機能性蛋白質; カラーチューニング; 励起状態; 分子軌道局在化法; ソルバトクロミズム; オプシンシフト; 励起エネルギー移動; 脱プロトン化シッフ塩基; 蛍光蛋白質; レチナール蛋白質; SAC-CI; QM; MM; 蛋白質の電子状態

Depending on molecular environment, some photo-functional proteins(human visual cone pigments and fluorescent proteins) significantly change their photo-absorption/emission energy. We performed quantum chemical calculations to analyze the mechanism. We found that, upon excitation, the charge distributions of the chromophores change significantly and the proteins produce polarized electrostatic potential. These two facts cause a synergy effect on the excitation energy. We also found that the wave functions of amino acids close to the chromophore also affect the excitation energy in some retinal proteins. To analyze the electronic effect of the protein environment, we have developed a new localization scheme that can localize MOs into predefined shapes and regions. This localization scheme was applied to analyze the pathway for the excitation transfer.

某些光功能蛋白质（如视锥色素和荧光蛋白）的光吸收/发射能量随分子环境的变化而发生显著变化。我们进行了量子化学计算来分析其机理。我们发现，激发时，生色团的电荷分布发生显着变化，蛋白质产生极化静电势。这两个事实导致激发能的协同效应。我们还发现，在某些视网膜蛋白质中，靠近发色团的氨基酸的波函数也会影响激发能。为了分析蛋白质环境的电子效应，我们开发了一种新的定位方案，可以将MO定位到预定义的形状和区域。这种本地化计划被应用于分析的激发转移的途径。

项目成果

光機能性蛋白質の励起状態と機能(招待講演)

光功能蛋白的激发态和功能（特邀报告）

• 发表时间: 2011
• 作者: Suzuki;A.;長谷川淳也
• 通讯作者: 長谷川淳也

Color tuning in human cone visual pigments

人锥视色素的颜色调节

• 期刊: Progress in Theoretical Physics and Chemistry
• 作者: J. Hasegawa;K. Fujimoto;and H. Nakatsuji
• 通讯作者: and H. Nakatsuji

光機能性蛋白質における励起状態と分子間相互作用

光功能蛋白的激发态和分子间相互作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 片山郁夫;平内健一;安東淳一;長谷川淳也
• 通讯作者: 長谷川淳也

Circular Dichroism and Absorption Spectroscopy for Three-membered Ring Compounds Using Symmetry-adapted Cluster-Configuration Interaction(SAC-CI) Method

使用对称性簇构型相互作用 (SAC-CI) 方法对三元环化合物进行圆二色性和吸收光谱分析

• DOI: 10.1246/bcsj.82.1215
• 发表时间: 2009
• 期刊: Bull. Chem. Soc. Jpn
• 作者: T. Miyahara;J. Hasegawa;and H. Nakatsuji
• 通讯作者: and H. Nakatsuji

Theoretical Study of the Excited States of the Photosynthetic Reaction Center in Photo system II: Elecronic Sructure, Interactions, and Their Origin

光系统光合反应中心激发态的理论研究II：电子结构、相互作用及其起源

• DOI: 10.1016/j.bpc.2011.06.011
• 发表时间: 2011
• 期刊: Biophys. Chem
• 作者: Y. Kitagawa;K. Matsuda;and J. Hasegawa
• 通讯作者: and J. Hasegawa