共同研究・競争的資金等の研究課題

• 2025年04月 - 2027年03月, 研究代表者, 分子内エキシマー形成により高水準の円偏光発光輝度を実現する有機電子材料の開発, 公益財団法人フジクラ財団, 2025年度研究助成, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 2025年06月 - 2026年06月, 研究代表者, 分子内エキシマー形成により高水準の円偏光発光輝度を実現する有機電子材料の開発, 公益財団法人加藤科学振興会, 令和7年度第34回研究助成, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 企画研究, 2025年04月 - 2026年03月, 研究代表者, 酵素反応中心への光増感分子の導入による酵素複合体の発光特性および光誘起電子移動反応, 高島弘, 京都大学, 2025年度共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:presentations

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• 2024年10月 - 2025年09月, 研究代表者, 有機π電子系化合物の分子内エキシマー形成に基づく高水準円偏光発光材料の開発, 公益財団法人泉科学技術振興財団, 2024年度研究助成, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 2024年04月 - 2025年03月, 研究代表者, 膵液中における活性型キモトリプシンの円偏光発光信号による検知および定量化, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 2024年04月 - 2025年03月, 研究分担者, 持続可能な社会の実現を目指す化学研究のSSH(スーパーサイエンスハイスクール)の活動への導入, 宇治広隆; 鵜飼哲真; 松本健嗣; 高島弘; 山崎祥子, 奈良教育大学, ESD・SDGsセンター・プロジェクト研究, 奈良女子大学・奈良教育大学, rm:published_papers

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• 2024年04月 - 2025年03月, 研究分担者, 奈良女子大学附属中等教育学校SSH（スーパーサイエンスハイスクール）活動における大学連携による化学分野への貢献, 宇治広隆; 鵜飼哲真; 牧野百; 高島弘; 三方裕司; 山崎祥子, 奈良国立大学機構, 連携教育開発センター・プロジェクト研究, 奈良国立大学機構, rm:published_papers

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• 企画研究, 2024年04月 - 2025年03月, 研究代表者, 酵素活性中心への光増感分子の導入による酵素複合体内光誘起電子移動反応, 高島弘, 京都大学, ２０２４年度 共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:published_papers

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• 2021年04月 - 2025年03月, 研究代表者, 発光性化合物の合成とその構造解析に関する研究, 高島 弘, 大阪大学, 大阪大学大学院工学研究科
• 2023年04月 - 2024年03月, 研究分担者, 持続可能な社会の実現を目指した有機合成を中高生と行う, 山崎祥子; 鵜飼哲真; 松本健嗣; 高島弘; 杉浦弘隆, 奈良教育大学, ESD・SDGsセンタープロジェクト研究, 奈良教育大学、奈良女子大学, rm:published_papers

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• 企画研究, 2023年04月 - 2024年03月, 研究代表者, 酵素活性中心への光増感分子の導入による酵素複合体内光誘起電子移動反応, 高島弘, 京都大学, ２０２３年度 共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:presentations

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• 2023年04月 - 2024年03月, 研究代表者, 超分子エキシマー発光を利用する固体円偏光発光材料の開発, 公益財団法人八洲環境技術振興財団, 研究助成, rm:published_papers

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• 2023年04月 - 2023年04月, 研究代表者, アントラセン誘導体とγーシクロデキストリン複合体の固体状態でのエキシマーによる円偏光発光, 公益財団法人関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団, 出版助成, 奈良女子大学
• 2022年04月 - 2023年03月, 研究代表者, 超分子ホスト空間における有機π電子系化合物のエキシマー発光を利用した固体円偏光発光材料 の創製, 一般財団法人日本産業科学研究所, 令和４年度研究助成, 奈良女子大学, rm:published_papers

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• 2022年04月 - 2023年03月, 研究代表者, 光増感剤を導入した人工蛋白質複合体内チロシンラジカル生成による光エネルギー変換反応系の創製, 公益財団法人 高橋産業経済研究財団, 研究助成, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 2022年04月 - 2023年03月, 研究代表者, 光増感金属錯体を導入した人工蛋白質内での安定なチロシンラジカル生成とその光エネルギー変換反応系の創製, 公益財団法人 池谷科学技術振興財団, 単年度研究助成, 奈良女子大学, rm:presentations

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• 企画研究, 2022年04月 - 2023年03月, 研究代表者, 酵素活性中心への光増感分子の導入による酵素複合体内光誘起電子移動反応, 高島弘, 京都大学, ２０２２年度 共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:presentations

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• 基盤研究(C), 2020年04月 - 2023年03月, 20K05567, 研究代表者, 光増感金属錯体を導入した人工蛋白質複合体内チロシンラジカル生成と化学反応系の創製, 高島 弘, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 4420000, 3400000, 1020000, 生体内電子移動反応の多くでは、蛋白質・酵素が中心的な触媒機能を担っており、その触媒機能には蛋白質内のアミノ酸残基が酸化されて生じる蛋白質ラジカル中間体が大きく関与している。しかし蛋白質ラジカル種は一般に単寿命な不安定中間体であり、その生成や反応性の制御は非常に困難な課題である。本研究では、酵素とその活性中心へ特異的に結合する小分子の作用機序に着目して、光増感剤を基体とした酵素複合体を人工的に構築するための分子設計を検討し、その多段階的な光誘起電子移動反応の解析と蛋白質内チロシンラジカルの位置選択的かつ安定な生成を試みた。
  具体的には、Ru(bpy)3錯体とその類縁錯体を光増感金属錯体として用いることとした。一方で、Ru(bpy)3型錯体を導入する酵素として、構造・機能が良く知られている加水分解酵素であるキモトリプシン(CHT)を選択した。CHTと結合が可能なRu(bpy)3型錯体阻害剤すなわち[Ru(bpy)(bsfbpy)]Cl2、[Ru(bsfbpy)3]Cl2では、それぞれCHTとの溶液内混合により置換基末端がSer 195に共有結合し、[Ru(bpy)2(bsfbpy)]Cl2錯体ではCHTと等量反応したCHT-[Ru(bpy)2(bsfbpy)]2+複合体を、[Ru(bsfbpy)3]Cl2ではCHTが1:2の割合で反応した2CHT-[Ru(bsfbpy)3]2+複合体を与えた。次に、CHT活性中心へRu(bpy)3型錯体を共有結合させたCHT-[Ru(bpy)2(bsfbpy)]2+複合体および2CHT-[Ru(bsfbpy)3]2+複合体に対し、メチルビオローゲン(MV2+)を電子受容体として用いたときの光誘起電子移動反応を検討した。, kaken

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• 2021年11月 - 2022年11月, 研究代表者, 人工蛋白質複合体内部空間の光電子移動反応を利用するチロシンラジカル生成とその光化学反応, 高島 弘, 公益財団法人 住友財団, 基礎科学研究助成, 奈良女子大学, rm:published_papers

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• 一般研究, 2021年07月 - 2022年03月, 研究代表者, 膵液中の異常タンパク質を光らせて高感度に検知させるエキシマー発光分子の創製, 高島 弘, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• 2021年04月 - 2022年03月, 研究代表者, 人工蛋白質複合体内部空間の光電子伝達反応を利用するラジカル中間体生成とその光化学反応系の創製, 高島 弘, 公益財団法人 村田学術振興財団, 第37回（2021年度）研究助成, 奈良女子大学, rm:published_papers

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• 企画研究, 2021年04月 - 2022年03月, 研究代表者, 酵素活性中心に導入した光増感金属錯体の光誘起電子移動反応, 高島 弘, 京都大学, ２０２１年度 共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:published_papers

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• 一般研究, 2020年07月 - 2021年03月, 研究代表者, 固体で混ぜてこすると色が変わるシクロデキストリン超分子材料の創製と光学特性, 高島 弘, 奈良女子大学, 奈良女子大学研究推進プロジェクト経費, 奈良女子大学
• 企画研究, 2020年04月 - 2021年03月, 研究代表者, 酵素活性中心に導入した光増感金属錯体の光誘起電子移動反応, 高島 弘, 京都大学, ２０２０年度共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:published_papers

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• 企画研究, 2019年04月 - 2020年03月, 研究代表者, 酵素活性中心に導入した光増感金属錯体の光誘起電子移動反応, 高島 弘, 京都大学, 平成３１年度共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所
• 企画研究, 2018年04月 - 2019年03月, 研究代表者, 酵素活性中心に導入した光増感金属錯体の光誘起電子移動反応, 高島 弘, 京都大学, 平成３０年度共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所
• 企画研究, 2017年04月 - 2018年03月, 研究代表者, 酵素活性中心に導入した光増感金属錯体の光誘起電子移動反応, 高島 弘, 京都大学, 平成２９年度共同利用・共同研究, 京都大学エネルギー理工学研究所, rm:presentations

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• 基盤研究(C), 2012年04月 - 2015年03月, 24550078, 研究代表者, 蛋白質表面相互作用が可能な光増感金属錯体の開発と多段階電子・エネルギー移動反応, 高島 弘, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 5460000, 4200000, 1260000, 本研究では酵素とその活性中心近傍へ特異的に結合する小分子リガンドの作用機序に着目して、光増感剤(photosensitizer)を基体とした酵素（カルボニックアンヒドラーゼおよびキモトリプシン）-リガンド複合体の構築と、その多段階的な光誘起電子・エネルギー移動反応システムの開発とその詳細な機構解明を行った。また、Ru(bpy)3錯体やその類縁体の発光性金属錯体の開発を目的に、種々のビピリジン、ターピリジン配位子を組み合わせた発光性ルテニウム(II)およびイリジウム(III)錯体を合成し、光物理的物性を実験的に評価し、また光励起状態についてDFT計算より理論的にも検証を行った。, kaken

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• シーズ発掘試験, 2008年04月 - 2009年03月, 研究代表者, 化学修飾金属蛋白質の光電子移動を利用した蛍光性CO2センサ素子の開発, 高島 弘, 科学技術振興機構(JST), 地域イノベーション創出総合支援事業 重点地域研究開発推進プログラム, 奈良女子大学
• 基盤研究(C), 2007年 - 2008年, 19550064, 金属錯体および化学修飾金属蛋白質の光誘起電子移動, 塚原 敬一; 高島 弘, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 奈良女子大学, 4680000, 3600000, 1080000, 本研究では、光機能素子としての亜鉛ポルフィリンやルテニウム(II)・イリジウム(III)錯体及び電子伝達可能なビオローゲン・アクリジン等の有機化合物の複合体を合成・開発し、これらを材料としてミオグロビンやカルボニックアンヒドラーゼ等の金属蛋白質へ組み入れた半人工蛋白質を合成した。また、これらの複合体をDNAに組み入れた超分子複合体の構築に成功し、光電子移動反応及びエネルギー移動反応機構を解明した。, kaken

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• 若手研究(B), 2002年 - 2004年, 14750697, 研究代表者, 化学修飾法と再構成法を利用したヘム蛋白質複合化手法の開発と光機能化, 高島 弘, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 奈良女子大学, 2500000, 2500000, 生体内におけるDNA中のチミン二量体の光修復に関しては、DNAフォトライアーゼがその機能を担っている。昨年、DNAフォトライアーゼ-DNA複合体のX線結晶構造解析が報告され、非常に注目を集めている。本研究では、DNAに対するインターフェースをヘム蛋白質に化学的に導入することにより、新規なヘム蛋白質-DNA複合体を構築し、DNAを反応場とした光機能化を目指すことを目的としている。本研究課題に対して我々は、DNA結合能を示すヘム蛋白質の調製のため、種々のインターフェースを有する補因子ヘムの合成や、リシン側鎖へ簡便に導入できる修飾試薬の合成を行った。インターフェースのとしては、平面型白金(II)錯体、エチジウム、アクリジンに代表されるインターカレーター類を取り上げた。これらインターカレーターを修飾した化学修飾ヘム蛋白質(ミオグロビンやシトクロムc)の合成に成功した。得られたヘム蛋白質は、UV、蛍光、CDスペクトルなどから、天然型ヘム蛋白質と同様に、その構造を安定に保持したまま溶液内で存在可能であることが明らかとなった。
  本研究課題において調製した、アクリジン修飾ミオグロビンについては、補因子として亜鉛ポルフィリンを用いた場合、アクリジンの光励起によって亜鉛ポルフィリンへの分子内エネルギー移動が、ヘムを用いた場合、アクリジンからヘムへの分子内電子移動消光反応が観測された。このアクリジン修飾ミオグロビンは、DNAと複合体を形成し、後者では消光されていたアクリジンの蛍光が回復する過程を、蛍光スペクトルによって確認することに成功した。またインターカレーターである平面型白金(II)錯体を修飾したシトクロムcでは、その修飾個数ごとに容易に分離精製が可能であることがわかり、現在修飾位置の決定およびDNAとの複合体形成を試みている。, kaken

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• 特定領域研究, 2002年 - 2002年, 14050067, 化学修飾ヘム蛋白質の光誘起電子移動反応, 塚原 敬一; 高島 弘, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特定領域研究, 奈良女子大学, 2300000, 2300000, 1.ジエチレントリアミン五酢酸イオン(DTPA)を化学修飾したミオグロビン(M^MbDTPA, M^=Zn, Fe)のDTPA部分に金属イオンを導入したミオグロビン・金属錯体複合体(M^Mb{M^dtpa)}, M^=Zn, Fe ; M^=Co)及びシトクロムcの量子移動反応経路の検討 N-末端グリシンを化学修飾したミオグロピン(M^Mb{Co^(dtpa)}(Glyl), M^=Zn, Fe))におけるZnMbの光励起三重項状態から{Co^(dtpa)}への電子移動消光反応及びFe^Mbから{Co^(dtpa)}への電子移動反応経路を検討した。その結果,いずれも同じ反応経路(Heme→Phe138→Leu137→{Co^(dtpa)}(Glyl),18.8Å)で進行していることがわかった。また,シトクロムcのLys13に化学修飾したcytc^{Co^(dtpa)}(Lys13)のFe^から{Co^(dtpa)}への電子移動反応はthrough bond(Heme→Cys14→{Co^(dtpa)}(Lys13),18.6Å)で進行することが示唆された。
  2.亜鉛ミオグロビンの光学活性ビオローゲン及びキノリニウムイオンによる電子移動消光反応及び逆電子移動反応における立体選択性の検討 光学活性なビナフチル基を持つ4,4'-ビピリジニウムイオン(ビオローゲン,BNMV^<4+>)及びキノリニウムイオン(PMQ^+, PQ^+)による立体選択的電子移動消光反応及び逆電子移動反応を検討した。特に,ZnMb^<・+>とBNMV^<・3+>との逆電子移動反応では顕著な立体選択性が見いだされた。また,ZnMbの電子移動反応では蛋白質のコンフォメーション変化が律速段階に関与していることが示唆されているが,キノリニウムイオンの場合は電子移動律速であることを,今回,初めて見いだした。
  3.インターカレーターを持つ半人工ミオグロビンやシトクロムcとDNAとの複合体の構築 インターカレーターとしてエチジウムイオンを共有結合させたミオグロビン及びシトクロムcを調製し,エチジウムイオンの蛍光のヘムによる消光反応を検討した。また,修飾ヘムによる再構成ミオグロビンの調製のため,アクリジンやシスプラチン錯体を結合させたヘム及び亜鉛ポルフィリンを合成した。今後,DNAとの相互作用及び光誘起電子移動反応を検討する予定である。, kaken

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• 化学修飾金属タンパク質・金属配位化合物の高速光ダイナミックス, 0, 0, 0, 競争的資金
• 機能性金属タンパク質のデザイン, 0, 0, 0, 競争的資金
• 酸化還元活性な有機・無機化合物の合成と、その光電子移動反応解析, 0, 0, 0, 競争的資金
• 光学活性有機電子キャリアーの開発と機能評価, 0, 0, 0, 競争的資金
• 化学修飾金属タンパク質の超高速光ダイナミックス, 0, 0, 0, 競争的資金
• 光機能性金属錯体の合成と性質, 0, 0, 0, 競争的資金
• 金属タンパク質の設計と光誘起電子移動反応, 0, 0, 0, 競争的資金
• Photo induced electron transfer reactions in the metalloprotein, 0, 0, 0, 競争的資金