平野 誉
| 基盤理工学専攻 | 教授 |
| Ⅲ類（理工系） | 教授 |
| 量子科学研究センター | 教授 |
- プロフィール:
1985-1991 ひずみ有機化合物の光化学反応性の研究及び有機ビラジカル種の物理有機化学研究
1991-現在 生物・化学発光の分子機構の解明
1991-現在 生物発光複素環構造を基盤とした新規光機能センサー分子の開発研究
2012-現在 超分子環境場を利用したグリーン光化学反応の開拓
2017-現在 ソフトクリスタル化学発光系の創製と学理探求
研究者情報
研究分野
経歴
学歴
研究活動情報
論文
- Synthesis and anti-tumor activities in human leukemia-derived cells of polyenylpyrroles with a methyl group at the conjugated polyene terminus
Tomoya Higashi; Chihiro Yoshida; Yoshifumi Hachiro; Chihiro Nakata; Azusa Takechi; Takuya Yagi; Kazuya Miyashita; Nobuo Kitada; Rika Obata; Takashi Hirano; Takahiko Hara; Shojiro A. Maki
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Elsevier BV, 95巻, 掲載ページ 129471-129471, 出版日 2023年09月15日, 査読付, To develop novel drugs for treating T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) and acute myeloid leukemia (AML) which are highly malignant hematological tumors, a series of analogs having a polyenylpyrrole structure of natural compounds (rumbrin and auxarconjugatin B) were synthesized and investigated their structure–activity relationships (SAR) of in vitro anti-T-ALL and anti-AML activities. We obtained three findings: (1) introduction of a methyl group at the conjugated polyene terminus enhanced anti-T-ALL activity, (2) analogs with a 3-chloropyrrole moiety had even higher selectivity for T-ALL cells, and (3) some analogs were effective against AML-derived cells. Among the studied compounds, 3-chloro-2-(8-ethoxycarbonylnona-1,3,5,7-tetraenyl) pyrrole 4e was the most promising candidate of T-ALL- and AML-treating drug. This study provides useful structural information for designing novel drugs treating T-ALL and AML.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - An Inhibition Effect on an Intracrystalline Reaction by a Crystal Lattice: Analyses of the Chemiluminescence Reaction of 9,10-Diphenylanthracene Endoperoxide Initiated by Heating of a Crystal Sample
Norihisa Yamasaki; Chihiro Matsuhashi; Hironaga Oyama; Hidehiro Uekusa; Junko Morikawa; Meguya Ryu; Tetsuya Tsujii; Naofumi Nakayama; Shigeaki Obata; Hitoshi Goto; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Bulletin of the Chemical Society of Japan, The Chemical Society of Japan, 96巻, 8号, 掲載ページ 793-801, 出版日 2023年07月19日, 査読付, Heating crystal samples of 9,10-diphenylanthracene endoperoxide (1) and its deuterated derivative (1-d10) to 200 °C led to singlet-oxygen chemiluminescence (CL) from the mixtures of the crystalline and molten states. To understand the events in the heated samples, the reactions of 1 and 1-d10 in crystals were investigated by powder X-ray diffraction measurements and thermal analyses. The used crystals of 1 and 1-d10 obtained from a mixture of ethyl acetate (EA) and n-hexane contained EA. Other crystals of 1 obtained by slow recrystallization with the same solvents had a solvent-free structure (form II) different from the reported one (form I). The results confirmed that the EA-containing crystals of 1 and 1-d10 were transformed to form II in two steps at 40–50 and 60–75 °C under heating at elevated temperature. Thus, the crystal samples had the form-II structure soon after heating to 200 °C. The behavior of the heated samples indicates that the crystal lattice inhibits the thermal reactivity of 1. Thus, the temperature for initiating the thermolytic reaction of 1 becomes higher than the melting point. An exploration of the potential energy surface (PES) obtained by density functional theory (DFT) calculations also supports that the deoxygenation of 1 is prevented by retaining the anthracene framework in the crystalline state. This study indicates that the method to use a CL-active compound is a powerful tool to analyze the reaction behavior in the crystalline state.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - S-Series Coelenterazine-Driven Combinatorial Bioluminescence Imaging Systems for Mammalian Cells
Genta Kamiya; Nobuo Kitada; Tadaomi Furuta; Takashi Hirano; Shojiro A. Maki; Sung-Bae Kim
International Journal of Molecular Sciences, MDPI AG, 24巻, 2号, 掲載ページ 1420-1420, 出版日 2023年01月11日, 査読付, 国際誌, A unique combinatorial bioluminescence (BL) imaging system was developed for determining molecular events in mammalian cells with various colors and BL intensity patterns. This imaging system consists of one or multiple reporter luciferases and a series of novel coelenterazine (CTZ) analogues named “S-series”. For this study, ten kinds of novel S-series CTZ analogues were synthesized and characterized concerning the BL intensities, spectra, colors, and specificity of various marine luciferases. The characterization revealed that the S-series CTZ analogues luminesce with blue-to-orange-colored BL spectra with marine luciferases, where the most red-shifted BL spectrum peaked at 583 nm. The colors completed a visible light color palette with those of our precedent C-series CTZ analogues. The synthesized substrates S1, S5, S6, and S7 were found to have a unique specificity with marine luciferases, such as R86SG, NanoLuc (shortly, NLuc), and ALuc16. They collectively showed unique BL intensity patterns to identify the marine luciferases together with colors. The marine luciferases, R86SG, NLuc, and ALuc16, were multiplexed into multi-reporter systems, the signals of which were quantitatively unmixed with the specific substrates. When the utility was applied to a single-chain molecular strain probe, the imaging system simultaneously reported three different optical indexes for a ligand, i.e., unique BL intensity and color patterns for identifying the reporters, together with the ligand-specific fold intensities in mammalian cells. This study directs a new combinatorial BL imaging system to specific image molecular events in mammalian cells with multiple optical indexes.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - C-Series Coelenterazine-Driven Bioluminescence Signature Imaging
Genta Kamiya; Nobuo Kitada; Tadaomi Furuta; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Sung Bae Kim
International Journal of Molecular Sciences, MDPI AG, 23巻, 21号, 掲載ページ 13047-13047, 出版日 2022年10月27日, 査読付, 国際誌, The present study introduces a unique BL signature imaging system with novel CTZ analogues named “C-series.” Nine kinds of C-series CTZ analogues were first synthesized, and BL intensity patterns and spectra were then examined according to the marine luciferases. The results show that the four CTZ analogues named C3, C4, C6, and C7, individually or collectively luminesce with completely distinctive BL spectral signatures and intensity patterns according to the luciferases: Renilla luciferase (RLuc), NanoLuc, and artificial luciferase (ALuc). The signatural reporters were multiplexed into a multi-reporter system comprising RLuc8.6-535SG and ALuc16. The usefulness of the signatural reporters was further determined with a multi-probe system that consists of two single-chain probes embedding RLuc8 and ALuc23. This study is a great addition to the study of conventional bioassays with a unique methodology, and for the specification of each signal in a single- or multi-reporter system using unique BL signatures and patterns of reporter luciferases.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Quantum yield of near-infrared bioluminescence with firefly luciferin analog: AkaLumine
Ryohei Ono; Keita Osawa; Yutaka Takahashi; Yoshifumi Noguchi; Nobuo Kitada; Ryohei Saito-Moriya; Takashi Hirano; Shojiro A. Maki; Keisei Shibata; Hidefumi Akiyama; Ken-ichiro Kanno; Hideyuki Itabashi; Miyabi Hiyama
Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Elsevier BV, 434巻, 掲載ページ 114270-114270, 出版日 2022年09月22日, 査読付, 国際誌, We investigated bioluminescence with d-AkaLumine, which is a firefly luciferin analog producing 675-nm light through chemical reaction with O2, ATP, and Mg2+ in native firefly luciferase, and is useful for in vivo imaging. Using a total-photon flux spectrometer system calibrated for 450–950 nm, we evaluated the bioluminescence quantum yield for d-AkaLumine, characterizing the concentration of d-AkaLumine solutions using qNMR spectroscopy and HPLC measurements. We found that the bioluminescence quantum yield for d-AkaLumine with Photinus pyralis is insensitive to pH and that its value is 4.0 ± 0.5 %. The bioluminescence spectrum for d-AkaLumine is well fit by two simple Gaussian components. The decay rate for d-AkaLumine is very sensitive to the pH value, and it increases to 7.0×10−2 sec−1 at pH 8.0. For stable absorption spectra for 4–20-μM AkaLumine aqueous solutions, we determined the molar extinction coefficient at 490 nm to be 3.33×104 L/mol cm.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Analyses of chemiluminescence reactions of fluorophore-linked 1,2-dioxetane isomers in crystals heating at elevated temperature including a development of a simultaneous measurement method of thermal diffusivity and light emission for a single crystal
Chihiro Matsuhashi; Hiroki Fujisawa; Meguya Ryu; Tetsuya Tsujii; Shojiro Maki; Junko Morikawa; Takashi Hirano
責任著者, Analytical Sciences, Springer Science and Business Media LLC, 38巻, 8号, 掲載ページ 1019-1024, 出版日 2022年06月06日, 査読付, 国際誌, It has been found that a fluorophore-linked adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane derivative showed an isomeric difference in the reactivities of crystalline-state chemiluminescence (CL) under isothermal heating conditions, while there are still unsolved problems on the conditions for intracrystalline reactions. To confirm the suitable heating conditions for initiating crystalline-state CL reactions of the isomers, the CL reactions in their crystal samples heated at elevated temperature were investigated with monitoring of CL light emission and thermogravimetry-differential thermal analysis (TG-DTA) measurements together with a simultaneous measurement method of thermal diffusivity and light emission, to provide the information on suitable temperature range for the crystalline-state CL reactions and on the reactivities depending on open and closed conditions of the crystal samples. The newly developed simultaneous measurement method provides a methodology for a single crystal to analyze the relationship between a change of the thermophysical property of inside of the crystal and the progress of a crystalline-state CL reaction.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A stable chemiluminophore, adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane: from fundamental properties to utilities in mechanochemistry and soft crystal science
Takashi Hirano; Chihiro Matsuhashi
筆頭著者, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, Elsevier BV, 51巻, 掲載ページ 100483-100483, 出版日 2022年06月, 査読付, 招待, 国際誌, Chemiluminescence (CL) is a luminescence phenomenon originated by a “chemical reaction.” CL provides a basis for real-time imaging technology in materials science. In fact, a CL reaction is easily triggered in general and makes it possible to track its progress in a target material by highly sensitive photon detection. Recently, real-time CL imagings became breakthrough techniques for analyzing the molecular mechanisms of failures of polymeric materials and of reactions and phase transitions in soft crystals. In the CL imaging techniques, adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane (Adox) has been adopted as a stable core structure of chemiluminophores. That is, Adox is an essential seed compound to design a chemiluminophore with a desired molecular function. To support developments of real-time CL imaging techniques, we review the chemistry of Adox as a representative stable chemiluminophore including scientific history and utilities of Adox and its derivatives.
研究論文（学術雑誌） - Crystalline-state chemiluminescence reactions of two-fluorophore-linked adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane isomers accompanied by solid-to-solid phase transitions
Chihiro Matsuhashi; Hironaga Oyama; Hidehiro Uekusa; Ayana Sato-Tomita; Kouhei Ichiyanagi; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, CrystEngComm, Royal Society of Chemistry (RSC), 24巻, 18号, 掲載ページ 3332-3337, 出版日 2022年05月, 査読付, 国際誌, Structural isomers (cis–syn, cis–anti and trans isomers) of adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane having two fluorophore side chains were prepared and their chemiluminescence (CL) properties in the crystalline state were investigated. The real-time monitoring of CL reactions of the isomers in the crystalline state showed contrasting isomeric differences in the reactivities and led to the finding that the crystalline-state CL reactions of cis–syn and cis–anti isomers proceeded accompanied by characteristic solid-to-solid phase transitions.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Intracrystalline Kinetics Analyzed by Real-Time Monitoring of a 1,2-Dioxetane Chemiluminescence Reaction in a Single Crystal
Chihiro Matsuhashi; Hiroki Fujisawa; Meguya Ryu; Tetsuya Tsujii; Junko Morikawa; Hironaga Oyama; Hidehiro Uekusa; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Bulletin of the Chemical Society of Japan, The Chemical Society of Japan, 95巻, 3号, 掲載ページ 413-420, 出版日 2022年03月15日, 査読付, 国際誌, Adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane (Adox), one of the most stable 1,2-dioxetanes, was used to investigate the kinetic properties of its chemiluminescent thermolytic reaction in the crystalline state by monitoring chemiluminescence (CL) in real time. Soon after heating of single crystals at 140 °C, it was found that the thermolytic reactions of Adox in the crystals proceeded with zero-order kinetics for several minutes. During the period showing the zero-order kinetics, CL intensities were dependent on the volumes of crystals, and the inside crystals were maintained in a thermal steady state with a constant thermal diffusivity. After this period, the heated crystals of Adox started to break showing different kinetics. This study indicates that a crystalline-state CL reaction is useful to track its progress in real time for analyzing the kinetics.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Singlet-oxygen Chemiluminescence from Heated Crystal Samples of 9,10-Diphenylanthracene Endoperoxides
Norihisa Yamasaki; Chihiro Matsuhashi; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Chemistry Letters, The Chemical Society of Japan, 50巻, 9号, 掲載ページ 1681-1683, 出版日 2021年06月26日, 査読付, 国際誌, Thermolytic reactions of 9,10-diphenylanthracene endoperoxide (1) and its derivatives having deuterated phenyl groups and phenyl groups with fluorinated substituents were investigated as chemiluminescence (CL) reactions proceeding by heating crystal samples. While heated crystals of 1 showed negligible CL, CL emissions from singlet oxygen (1O2) generated by thermolyses of the derivatives were observable in the heated solid-liquid mixture states, indicating that the modifications for the derivatives were effective to suppress the 1O2 deactivation.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Development of phenyl oligoene-type firefly luciferin analogues with extended π-electronic conjugation for near-infrared bioluminescence
Kamiya, G; Kitada, N; Saito-Moriya, R; Obata, R; Iwano, S; Miyawaki, A; Hirano, T; Maki, S
Chemistry Letters, The Chemical Society of Japan, 50巻, 08号, 掲載ページ 1523-1525, 出版日 2021年05月20日, 査読付, 国際誌, Firefly bioluminescence, which produces high-efficiency light, is widely used in life science applications. For in vivo bioluminescence imaging, the near-infrared range (650–900 nm) is suitable because of its high permeability in deep biological tissues. In this study, we synthesized new luciferin analogues that emit light at 765 nm using Photinus pyralis luciferase.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis of polyenylpyrrole derivatives with selective growth inhibitory activity against T-cell acute lymphoblastic leukemia cells
Chihiro Yoshida; Tomoya Higashi; Yoshifumi Hachiro; Yuki Fujita; Takuya Yagi; Azusa Takechi; Chihiro Nakata; Kazuya Miyashita; Nobuo Kitada; Ryohei Saito; Rika Obata; Takashi Hirano; Takahiko Hara; Shojiro A. Maki
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, Elsevier BV, 37巻, 掲載ページ 127837-127837, 出版日 2021年02月22日, 査読付, 国際誌, T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) is a hardly curable disease with a high relapse rate. 20 analogs were synthesized based on the structures of two kinds of fungi-derived polyenylpyrrole products (rumbrin (1) and auxarconjugatin-B (2)) to suppress the growth of T-ALL-derived cell line CCRF-CEM and tested for growth-inhibiting activity. The octatetraenylpyrrole analog gave an IC50 of 0.27 μM in CCRF-CEM cells, while it did not affect Burkitt lymphoma-derived cell line Raji and the cervical cancer cell line HeLa, or the oral cancer cell line HSC-3 (IC50 > 10 μM). This compound will be a promising compound for developing T-ALL-specific drugs.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Color-tunable bioluminescence imaging portfolio for cell imaging
Shota Tamaki; Nobuo Kitada; Masahiro Kiyama; Rika Fujii; Takashi Hirano; Sung Bae Kim; Shojiro Maki
Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 11巻, 1号, 掲載ページ 2219-10 pages, 出版日 2021年01月26日, 査読付, 国際誌, The present study describes a color-tunable imaging portfolio together with twelve novel coelenterazine (CTZ) analogues. The three groups of CTZ analogues create diverse hues of bioluminescence (BL) ranging from blue to far red with marine luciferases. We found that the hue completes the whole color palette in the visible region and shows red-shifted BL with a marine luciferase: for example, Renilla luciferase 8 (RLuc8) and Artificial Luciferase 16 (ALuc16) show 187 nm- and 105 nm-redshifted spectra, respectively, by simply replacing the substrate CTZ with 1d. The optical properties of the new CTZ analogues were investigated such as the kinetic parameters, dose dependency, and luciferase specificity. The 2-series CTZ analogues interestingly have specificity to ALucs and are completely dark with RLuc derivatives, and 3d is highly specific to only NanoLuc. We further determined the theoretical background of the red-shifted BL maximum wavelengths (λBL) values according to the extended π conjugation of the CTZ backbone using Density Functional Theory (DFT) calculations. This color-tunable BL imaging system provides a useful multicolor imaging portfolio that efficiently images molecular events in mammalian cells.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A Very Bright Far-Red Bioluminescence Emitting Combination Based on Engineered Railroad Worm Luciferase and 6′-Amino-Analogs for Bioimaging Purposes
Vadim R. Viviani; Vanessa R. Bevilaqua; Daniel R. de Souza; Gabriel F. Pelentir; Michio Kakiuchi; Takashi Hirano
International Journal of Molecular Sciences, MDPI AG, 22巻, 1号, 掲載ページ 303-303, 出版日 2020年12月30日, 査読付, 国際誌, Beetle luciferases produce bioluminescence (BL) colors ranging from green to red, having been extensively used for many bioanalytical purposes, including bioimaging of pathogen infections and metastasis proliferation in living animal models and cell culture. For bioimaging purposes in mammalian tissues, red bioluminescence is preferred, due to the lower self-absorption of light at longer wavelengths by hemoglobin, myoglobin and melanin. Red bioluminescence is naturally produced only by Phrixothrix hirtus railroad worm luciferase (PxRE), and by some engineered beetle luciferases. However, Far-Red (FR) and Near-Infrared (NIR) bioluminescence is best suited for bioimaging in mammalian tissues due to its higher penetrability. Although some FR and NIR emitting luciferin analogs have been already developed, they usually emit much lower bioluminescence activity when compared to the original luciferin-luciferases. Using site-directed mutagenesis of PxRE luciferase in combination with 6′-modified amino-luciferin analogs, we finally selected novel FR combinations displaying BL ranging from 636–655 nm. Among them, the combination of PxRE-R215K mutant with 6′-(1-pyrrolidinyl)luciferin proved to be the best combination, displaying the highest BL activity with a catalytic efficiency ~2.5 times higher than the combination with native firefly luciferin, producing the second most FR-shifted bioluminescence (650 nm), being several orders of magnitude brighter than commercial AkaLumine with firefly luciferase. Such combination also showed higher thermostability, slower BL decay time and better penetrability across bacterial cell membranes, resulting in ~3 times higher in vivo BL activity in bacterial cells than with firefly luciferin. Overall, this is the brightest FR emitting combination ever reported, and is very promising for bioimaging purposes in mammalian tissues.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bright near-infrared chemiluminescent dyes: Phthalhydrazides conjugated with fluorescent BODIPYs
Guanglei Li; Takashi Hirano; Koji Yamada
Dyes and Pigments, Elsevier BV, 178巻, 掲載ページ 108339-108339, 出版日 2020年07月, 査読付, 国際誌, A series of phthalhydrazides conjugated with NIR fluorescent BODIPY dyes were synthesized (three steps, overall yields 68–83%) and found to show strong NIR chemiluminescence (CL) with maxima in the range of 670–736 nm. One of these showed a CL quantum yield reaching 8.4 times higher than that of luminol. Tuning of the fluorescence band of the BODIPY unit directly leads to a red-shifted CL, developing a strategy for designing NIR chemiluminogens.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Development of near‐infrared firefly luciferin analogue reacted with wild‐type and mutant luciferases
Nobuo Kitada; Ryohei Saito; Rika Obata; Satoshi Iwano; Kazuma Karube; Atsushi Miyawaki; Takashi Hirano; Shojiro A. Maki
Chirality, Wiley, 32巻, 7号, 掲載ページ 922-931, 出版日 2020年05月04日, 査読付, 招待, 国際誌, Interestingly, only the D-form of firefly luciferin produces light by luciferin–luciferase (L–L) reaction. Certain firefly luciferin analogues with modified structures maintain bioluminescence (BL) activity; however, all L-form luciferin analogues show no BL activity. To this date, our group has developed luciferin analogues with moderate BL activity that produce light of various wavelengths. For in vivo bioluminescence imaging, one of the important factors for detection sensitivity is tissue permeability of the number of photons emitted by L–L reaction, and the wavelengths of light in the near-infrared (NIR) range (700–900 nm) are most appropriate for the purpose. Some NIR luciferin analogues by us had performance for in vivo experiments to make it possible to detect photons from deep target tissues in mice with high sensitivity, whereas only a few of them can produce NIR light by the L–L reactions with wild-type luciferase and/or mutant luciferase. Based on the structure–activity relationships, we designed and synthesized here a luciferin analogue with the 5-allyl-6-dimethylamino-2-naphthylethenyl moiety. This analogue exhibited NIR BL emissions with wild-type luciferase (λmax = 705 nm) and mutant luciferase AlaLuc (λmax = 655 nm).
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Isomeric difference in the crystalline-state chemiluminescence property of an adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane with a phthalimide chromophore
Chihiro Matsuhashi; Takuya Ueno; Hidehiro Uekusa; Ayana Sato-Tomita; Kouhei Ichiyanagi; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Chemical Communications, Royal Society of Chemistry (RSC), 56巻, 23号, 掲載ページ 3369-3372, 出版日 2020年03月, 査読付, 国際誌, Syn- and anti-isomers of an adamantylideneadamantane 1,2-dioxetane having a phthalimide side chain were prepared and investigated their crystalline-state chemiluminescence (CL) properties. The isomers showed contrastive CL properties depending on their crystal-structural characteristics, indicating that CL provides an attractive target for real-time monitoring of a chemical reaction in the crystal.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Phrixotrix luciferase and 6’-aminoluciferins reveal a larger luciferin phenolate binding site and provide novel far-red combinations for bioimaging purposes
Bevilaqua, V. R; Matsuhashi, T; Oliveira, G; Oliveira; P. S. L; Hirano, T; Viviani, V. R
Scientific Reports, Splinger Nature, 9巻, 掲載ページ 8998-17 pages, 出版日 2019年06月21日, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, How the unique luciferase of Phrixothrix hirtus (PxRE) railroad worm catalyzes the emission of red bioluminescence using the same luciferin of fireflies, remains a mystery. Although PxRE luciferase is a very attractive tool for bioanalysis and bioimaging in hemoglobin rich tissues, it displays lower quantum yield (15%) when compared to green emitting luciferases (>40%). To identify which parts of PxRE luciferin binding site (LBS) determine bioluminescence color, and to develop brighter and more red-shifted emitting luciferases, we compared the effects of site-directed mutagenesis and of larger 6′-substituted aminoluciferin analogues (6′-morpholino- and 6′-pyrrolidinyl-LH) on the bioluminescence properties of PxRE and green-yellow emitting beetle luciferases. The effects of mutations in the benzothiazolyl and thiazolyl parts of PxRE LBS on the KM and catalytic efficiencies, indicated their importance for luciferin binding and catalysis. However, the absence of effects on the bioluminescence spectrum indicated a less interactive LBS in PxRE during light emission. Mutations at the bottom of LBS of PxRE blue-shifted the spectra and increased catalytic efficiency, suggesting that lack of interactions of this part of LBS with excited oxyluciferin phenolate underlie red light emission. The much higher bioluminescence activity and red-shifted spectra of PxRE luciferase with 6′-morpholino- (634 nm) and 6′-pyrrolidinyl-luciferins (644 nm), when compared to other beetle luciferases, revealed a larger luciferin phenolate binding pocket. The size and orientation of the side-chains of L/I/H348 are critical for amino-analogues accommodation and modulate bioluminescence color, affecting the interactions and mobility of excited oxyluciferin phenolate. The PxRE luciferase and 6′-aminoluciferins provide potential far-red combinations for bioimaging applications.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Halogen-substituent effect on the spectroscopic properties of 2-phenyl-6-dimethylaminobenzothiazoles
Rena Misawa; Chihiro Matsuhashi; Minoru Yamaji; Toshiki Mutai; Isao Yoshikawa; Hirohiko Houjou; Keiichi Noguchi; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, Elsevier BV, 60巻, 26号, 掲載ページ 1702-1705, 出版日 2019年06月, 査読付, 国際誌, 6-Dimethylamino-2-phenylbenzothiazole (1-H) is a push-pull benzothiazole fluorophore mimicking the firefly oxyluciferin structure. We newly prepared 7-chloro and 7-bromo derivatives of 1-H and its 4-acetyl derivative (2-H), and their spectroscopic and photophysical properties were investigated. The halogenated derivatives showed the blue-shifted electronic absorption maxima and fluorescence emission maxima compared to 1-H and 2-H, resulted from the deformations of the NMe2 groups and the electron withdrawing properties of the halogen groups. In addition, the halogen substitutions accelerate intersystem crossing by heavy atom effect, resulting in a decrease in fluorescence quantum yields. Interestingly, however, the halogenated derivatives of 2-H still showed moderate fluorescence quantum yields. The halogenation effect is one of the guides to design push-pull benzothiazole fluorophores for tuning fluorescence properties.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic properties of push-pull 2-(4-carboxyphenyl)-6-dimethylaminobenzothiazole derivatives in solution and the solid state
Yusuke Takahashi; Takuya Uehara; Chihiro Matsuhashi; Minoru Yamaji; Toshiki Mutai; Isao Yoshikawa; Hirohiko Houjou; Kota Kitagawa; Tomoyoshi Suenobu; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Elsevier BV, 376巻, 掲載ページ 324-332, 出版日 2019年05月, 査読付, 国際誌, 6-Dimethylamino-2-phenylbenzothiazoles with a carboxy, ester and amide substituent on the 2-phenyl group were prepared as a series of the push-pull benzothiazoles, and their spectroscopic and photophysical properties in solutions were investigated. The derivatives showed solvatochromic fluorescence with quantum yields over 0.68 in various organic solvents similar to the core fluorophore structure. The color variation ranges in fluorescence solvatochromism of the derivatives were wider than that of the original compound having the core structure, 6-dimethylamino-2-phenylbenzothiazole. It was also found that the derivatives together with the original compound show solid state fluorescence depending on their crystal structures. In particular, an ester derivative with a protected serine has a reasonable crystal packing leading to increase in fluorescence efficiency. The results of the present study provide a guide to design push-pull 2-phenylbenzothiazoles exhibiting fluorescence in solution and the solid state.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and Luminescence Properties of Near-Infrared N-Heterocyclic Luciferin Analogues for In Vivo Optical Imaging
Ryohei Saito; Takahiro Kuchimaru; Shoko Higashi; Shijia W. Lu; Masahiro Kiyama; Satoshi Iwano; Rika Obata; Takashi Hirano; Shinae Kizaka-Kondoh; Shojiro A. Maki
Bulletin of the Chemical Society of Japan, The Chemical Society of Japan, 92巻, 3号, 掲載ページ 608-618, 出版日 2019年03月15日, 査読付, 国際誌, As a means of achieving highly sensitive bioluminescence imaging of deep tissues utilizing the firefly luciferin-luciferase (L-L) reaction, we previously reported a luciferin analogue, AkaLumine, which exhibits high cell-permeability and emits near-infrared (NIR) light with high tissue-penetration by the L-L reaction. However, while AkaLumine enables us to observe targets in deep tissues, its poor solubility in aqueous media limits its utility for in vivo imaging. Herein, to address this issue, we have synthesized three AkaLumine derivatives with N-heterocyclic aromatic rings as new red luciferin analogues that have substantially higher solubility than that of AkaLumine in phosphate buffered saline solution. One of the derivatives (herein termed seMpai) exhibits an emission maximum at 675 nm upon L-L reaction with Photinus pyralis luciferase and presents an activity in mouse-tissue imaging similar to that of AkaLumine. It is hoped that seMpai will extend the application of high-sensitivity NIR bioluminescence imaging in a wide range of biomedical research fields.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - The proton and metal binding sites responsible for the pH-dependent green-red bioluminescence color tuning in firefly luciferases
Vadim R. Viviani; Gabriele V. M. Gabriel; Vanessa R. Bevilaqua; A. F. Simões; T. Hirano; P. S. Lopes-de-Oliveira
Scientific Reports, Springer Science and Business Media LLC, 8巻, 1号, 掲載ページ 17594, 出版日 2018年12月04日, 査読付, Firefly luciferases produce yellow-green light under physiological and alkaline conditions, however at acidic pH, higher temperatures or in the presence of heavy metals the color changes to red, a property called pH-sensitivity. Despite many decades of studies, the proton and metal binding sites responsible for pH-sensitivity remain enigmatic. Previously we suggested that the salt bridge E311/R337 keeps a closed conformation of the luciferin phenolate binding site. Here we further investigated the effect of this salt bridge and mutations of the neighbor residues H310 and E/N354, on metal and pH-sensitivity of firefly luciferases emitting distinct bioluminescence colors (Cratomorphus distinctus: 548 nm; Macrolampis sp2: 569 nm). The substitutions of H310 and E/N354 modulate metal sensitivity, whereas the carboxylate of E311 may work as the catalytic base essential for green bioluminescence and pH-sensitivity. Modeling studies showed that H310, E311 and E354 side-chains coordinate Zinc, constituting the metal binding site and the pH-sensor. Electrostatic potential and pKa calculations suggest that the external couple H310/E354 is affected by pH, whereas E311/R337 make a stabilized internal pair which retains excited oxyluciferin ejected proton near its phenolate group into a high energy state, promoting yellow-green bioluminescence. Protonation or metal binding weaken these electrostatic gates and their ability to retain the excited oxyluciferin released proton near its phenolate, promoting red light emission.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Structure-fluorescence relationship of push-pull 2-phenylbenzothiazole derivatives designed based on the firefly light-emitter
Tomoya Fujikawa; Takuya Uehara; Minoru Yamaji; Takuya Kanetomo; Takayuki Ishida; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, Elsevier Ltd, 59巻, 14号, 掲載ページ 1431-1434, 出版日 2018年04月04日, 査読付, 国際誌, 6-Dimethylamino-2-phenylbenzothiazole (1a) mimicking the firefly oxyluciferin structure and the derivatives with an electron-withdrawing substituent on the phenyl group were prepared, and their fluorescence properties were investigated in various solvents. 1a showed solvatochromic fluorescence with good fluorescence quantum yields (Φf >0.8). The introduction of an electron-withdrawing group led to a red-shift of the emission maximum. In particular, the derivatives with the 2,2-dicyanoethenyl and (1,3-dihydro-1,3-dioxo-2H-inden-2-ylidene)methyl groups showed near-infrared fluorescence in chloroform. In addition, the derivative with the phenylimine moiety showed efficient solid-state fluorescence, resulted from a molecular arrangement inhibiting intermolecular interactions for quenching the fluorescence state in crystals.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Toward bioluminescence in the near-infrared region: Tuning the emission wavelength of firefly luciferin analogues by allyl substitution
Nobuo Kitada; Tsuyoshi Saitoh; Yuma Ikeda; Satoshi Iwano; Rika Obata; Haruki Niwa; Takashi Hirano; Atsushi Miyawaki; Koji Suzuki; Shigeru Nishiyama; Shojiro A. Maki
Tetrahedron Letters, Elsevier Ltd, 59巻, 12号, 掲載ページ 1087-1090, 出版日 2018年03月21日, 査読付, 国際誌, The synthesis and bioluminescence of allyl-substituted luciferin derivatives as substrates for firefly luciferase are reported. The allylation of luciferins induced bathochromic shift (15–40 nm) of the bioluminescence emission. Upon combination with other chemical modifications for bioluminescence wavelength tuning, novel red emitting luciferin analogues were obtained with emission maxima at 685 and 690 nm.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Quantum yield improvement of red-light-emitting firefly luciferin analogues for in vivo bioluminescence imaging
Masahiro Kiyama; Satoshi Iwano; Satoshi Otsuka; Shijia W. Lu; Rika Obata; Atsushi Miyawaki; Takashi Hirano; Shojiro A. Maki
Tetrahedron, Elsevier Ltd, 74巻, 6号, 掲載ページ 652-660, 出版日 2018年02月08日, 査読付, 国際誌, The dimethylamino group of AkaLumine ((4S)-2-[ (1E,3E)-4-[4-(dimethylamino)phenyl]-1,3-butadien-1-yl]-4,5-dihydro-4-thiazolecarboxylic acid), a red-light-emitting firefly luciferin analogue, was replaced by cyclic amino groups (1-pyrrolidinyl, 1-piperidino, 1-azepanyl, and 4-morpholino) to give AkaLumine analogues exhibiting desirable bioluminescence with emission maxima in the red region (656–667 nm). In particular, a bioluminescence reaction of 1-pyrrolidinyl analogue with a recombinant Photinus pyralis luciferase showed a higher quantum yield than that with AkaLumine, giving an improved bioluminescence intensity. The 1-pyrrolidinyl analogue also showed the strongest luminescence in whole-body luciferase-expressing mice among the analogues, indicating that a quantum yield improvement of a luciferin analogue is effective to increase bioluminescence imaging intensity.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Electronic and Steric Effects of Cyclic Amino Substituents of Luciferin Analogues on a Firefly Luciferin-Luciferase Reaction
Michio Kakiuchi; Soichiro Ito; Masahiro Kiyama; Fumiya Goto; Takuto Matsuhashi; Minoru Yamaji; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Chemistry Letters, The Chemical Society of Japan, 46巻, 8号, 掲載ページ 1090-1092, 出版日 2017年08月, 査読付, 国際誌, Bioluminescent and spectroscopic properties of luciferin analogues with cyclic amino substituents (1-pyrrolidinyl, piperidino, 1-azepanyl, and morpholino groups) at the 6' position were investigated by comparing with those of 6'-dimethylaminoluciferin, to provide information on spatial and molecular environmental properties of the active site in Photinus pyralis luciferase.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic Properties of Amine-substituted Analogues of Firefly Luciferin and Oxyluciferin
Michio Kakiuchi; Soichiro Ito; Minoru Yamaji; Vadim R. Viviani; Shojiro Maki; Takashi Hirano
責任著者, Photochemistry and Photobiology, Wiley, 93巻, 2号, 掲載ページ 486-494, 出版日 2016年12月16日, 査読付, 国際誌, Spectroscopic and photophysical properties of firefly luciferin and oxyluciferin analogues with an amine substituent (NH2, NHMe and NMe2) at the C6' position were studied based on absorption and fluorescence measurements. Their π-electronic properties were investigated by DFT and TD-DFT calculations. These compounds showed fluorescence solvatochromism with good quantum yields. An increase in the electron-donating strength of the substituent led to the bathochromic shift of the fluorescence maximum. The fluorescence maxima of the luciferin analogues and the corresponding oxyluciferin analogues in a solvent were well correlated with each other. Based on the obtained data, the polarity of a luciferase active site was explained. As a result, the maximum wavelength of bioluminescence for a luciferin analogue was readily predicted by measuring the photoluminescence of the luciferin analogue in place of that of the corresponding oxyluciferin analogue.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic properties of BF2 complexes of N-(5-phenyl-2-pyrazinyl) pivalamides exhibiting fluorescence in solution and solid state
Sojiro Hachiya; Daisuke Hashizume; Hiroshi Ikeda; Minoru Yamaji; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry, ELSEVIER SCIENCE SA, 331巻, 掲載ページ 206-214, 出版日 2016年12月, 査読付, 招待, 国際誌, Boron difluoride (BF2) complexes of N-(5-phenyl-2-pyrazinyl)pivalamide and its derivatives having a substituent on the phenyl group were prepared and their spectroscopic properties were investigated. It was found that the BF2 complexes show fluorescence in solution and the solid state. The origins of the fluorescence properties are discussed on the basis of the fluorescence yields and lifetimes, crystal structures and DFT calculations. The present work would provide a guide to design BF2 complexes of amidopyrazines exhibiting solid state fluorescence.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Glu311 and Arg337 Stabilize a Closed Active-site Conformation and Provide a Critical Catalytic Base and Countercation for Green Bioluminescence in Beetle Luciferases
V. R. Viviani; A. Simões; V. R. Bevilaqua; G. V. M. Gabriel; F. G. C. Arnoldi; T. Hirano
Biochemistry, American Chemical Society (ACS), 55巻, 34号, 掲載ページ 4764-4776, 出版日 2016年08月18日, 査読付, 国際誌, Beetle luciferases elicit the emission of different bioluminescence colors from green to red. Whereas firefly luciferases emit yellow-green light and are pH-sensitive, undergoing a typical red-shift at acidic pH and higher temperatures and in the presence of divalent heavy metals, click beetle and railroadworm luciferases emit a wider range of colors from green to red but are pH-independent. Despite many decades of study, the structural determinants and mechanisms of bioluminescence colors and pH sensitivity remain enigmatic. Here, through modeling studies, site-directed mutagenesis, and spectral and kinetic studies using recombinant luciferases from the three main families of bioluminescent beetles that emit different colors of light (Macrolampis sp2 firefly, Phrixotrix hirtus railroadworm, and Pyrearinus termitilluminans click beetle), we investigated the role of E311 and R337 in bioluminescence color determination. All mutations of these residues in firefly luciferase produced red mutants, indicating that the preservation of opposite charges and the lengths of the side chains of E311 and R337 are essential for keeping a salt bridge that stabilizes a closed hydrophobic conformation favorable for green light emission. Kinetic studies indicate that residue R337 is important for binding luciferin and creating a positively charged environment around excited oxyluciferin phenolate. In Pyrearinus green-emitting luciferase, the R334A mutation causes a 27 nm red-shift, whereas in Phrixotrix red-emitting luciferase, the L334R mutation causes a blue-shift that is no longer affected by guanidine. These results provide compelling evidence that the presence of arginine at position 334 is essential for blue-shifting the emission spectra of most beetle luciferases. Therefore, residues E311 and R337 play both structural and catalytic roles in bioluminescence color determination, by stabilizing a closed hydrophobic conformation favorable for green light emission, and also providing a base to accept excited oxyluciferin phenol proton, and a countercation to shield the negative charge of E311 and to stabilize excited oxyluciferin phenolate, blue-shifting emission spectra in most beetle luciferases.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Enhanced brightness of 2,6-diphenylthiazolo[4,5-b]pyrazines by introducing double electron donating groups
Yoshihisa Suzuki; Minoru Yarnaji; Shojiro Maki; Takashi Hirano
Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry, ELSEVIER SCIENCE SA, 314巻, 掲載ページ 93-95, 出版日 2016年01月, 査読付, 国際誌, Thiazolo[4,5-b]pyrazine (TPy) derivatives with enhanced fluorescence brightness were developed by tuning the double substituents. The spectroscopic and photophysical properties were investigated by measurements of absorption and fluorescence spectra, fluorescence yields and lifetimes. Based on the DFT calculations, the increased brightness was rationalized by the enhanced electronic absorptivity and fluorescence yields. The developed methodology provides the guide to design high-performance TPy fluorophores.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Molecular Origin of Color Variation in Firefly (Beetle) Bioluminescence: A Chemical Basis for Biological Imaging
Takashi Hirano
筆頭著者, Current Topics in Medicinal Chemistry, BENTHAM SCIENCE PUBL LTD, 16巻, 24号, 掲載ページ 2638-2647, 出版日 2016年, 査読付, 招待, 国際誌, Firefly shows bioluminescence by “luciferin−luciferase” (L−L) reaction using luciferin, luciferase, ATP and O2. The chemical photon generation by an enzymatic reaction is widely utilized for analytical methods including biological imaging in the life science fields. To expand photondetecting analyses with firefly bioluminescence, it is important for users to understand the chemical basis of the L−L reaction. In particular, the emission color variation of the L−L reaction is one of the distinguishing characteristics for multicolor luciferase assay and in vivo imaging. From the viewpoint of fundamental chemistry, this review explains the recent progress in the studies on the molecular mechanism of emission color variation after showing the outline of the reaction mechanism of the whole L−L reaction. On the basis of the mechanism, the progresses in organic synthesis of luciferin analogs modulating their emission colors are also presented to support further developments of red/near infrared in vivo biological imaging utility of firefly bioluminescence.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Fluorescence Properties of Diphenylthiazolo[4,5-b]pyrazines Tuned by Donor-Acceptor Substituent Effects
Tatsuki Nakagawa; Minoru Yamaji; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
Photochemistry and Photobiology, WILEY-BLACKWELL, 91巻, 4号, 掲載ページ 807-813, 出版日 2015年07月, 査読付, 国際誌, Fluorescence properties of 2,6- and 2,5-diphenylthiazolo[4,5-b]pyrazine (TPy) derivatives having an electron-donating substituent (methoxy and dimethylamino) on the 6- and 5-phenyl groups were studied. It was found that 2,6-diphenyl derivatives fluoresce more efficiently than 2,5-diphenyl derivatives. Furthermore, a 2,6-diphenyl derivative having an additional cyano group on the 2-phenyl ring was an excellent fluorophore showing a wide solvatochromism with great fluorescence yields. Based on the obtained spectroscopic data and mechanistic explanations concerning the substituent effects on the fluorescence properties, useful information on designing new TPy fluorophores is provided. Fluorescence properties of 2,6- and 2,5-diphenylthiazolo[4,5-b]pyrazines having an electron-donating substituent (methoxy and dimethylamino) on the 6- and 5-phenyl groups were studied. Furthermore, 2,6-diphenyl derivatives having an additional cyano group on the 2-phenyl ring were developed, to give an excellent fluorophore.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Substituent effects on fluorescence properties of thiazolo[4,5-b]pyrazine derivatives
Tatsuki Nakagawa; Minoru Yamaji; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Photochemical & Photobiological Sciences, ROYAL SOC CHEMISTRY, 13巻, 12号, 掲載ページ 1765-1772, 出版日 2014年12月, 査読付, 国際誌, Based on spectroscopic measurements and DFT calculations, fluorescence properties of thiazolo[4,5-b]-pyrazine (TPy) derivatives with the phenyl group at the C2 position were studied. TPys were readily prepared from the corresponding amidopyrazines, which have a similar fluorescent core to a bioluminescence light emitter, Cypridina oxyluciferin. It was found that the introduction of electron-donating (methoxy and dimethylamino) groups onto the 2-phenyl moiety of the TPy derivatives, as well as the phenyl and 4-(dimethylamino) phenyl groups at C2 and C6, respectively, increases the fluorescence yield and appearance of solvatochromic character. The mechanism of increasing the fluorescence yield depending on the substituents is discussed. These findings provide useful information on designing new TPy fluorophores.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and chemiluminescent properties of 6,8-diaryl-2-methylimidazo[1,2-alpha]pyrazin-3(7H)-ones: Systematic investigation of substituent effect at para-position of phenyl group at 8-position
Ryota Saito; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Haruki Niwa
Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry, ELSEVIER SCIENCE SA, 293巻, 掲載ページ 12-25, 出版日 2014年11月, 査読付, 国際誌, 6,8-Diphenylimidazopyrazinone derivatives having a substituent R (R=CF3, H, and OMe) at pare position of the 8-phenyl group were synthesized and their chemiluminescent properties were investigated. The chemiluminescence maxima (CLmax) of these compounds were observed to be in the range of 513-553 nm with a bathochromic shift that increased with the electron-withdrawing character of R, contrary to the previously observed substituent effect at the 6-postion. The chemiluminescence efficiencies (phi(CL)) of these imidazopyrazinones were improved by the introduction of a p-substituted phenyl group at the 8-position. The quantitative investigation of the three quantum efficiencies (phi(R), phi(S), and phi(FL)) whose product gives us phi(CL) revealed that the phi(CL) gains made were largely because of the increase in the values of the fluorescence quantum yields of the corresponding light emitters (phi(FL)). The yields of the singlet-excited emitters (phi(S)) during the chemiluminescent reaction were found to be very small (0.015-0.019), suggesting that one cannot construct an efficient imidazopyrazinone-chemiluminescence system that is comparable to the aequorin bioluminescence system only by using the electronic effects of substituents. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bioluminescence of Beetle Luciferases with 6 '-Amino-D-luciferin Analogues Reveals Excited Keto-oxyluciferin as the Emitter and Phenolate/Luciferin Binding Site Interactions Modulate Bioluminescence Colors
Vadim R. Viviani; Deimison Rodrigues Neves; Danilo Trabuco Amaral; Rogilene A. Prado; Takuto Matsuhashi; Takashi Hirano
Biochemistry, AMER CHEMICAL SOC, 53巻, 32号, 掲載ページ 5208-5220, 出版日 2014年08月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, Beetle luciferases produce different bioluminescence colors from green to red using the same D-luciferin substrate. Despite many studies of the mechanisms and structural determinants of bioluminescence colors with firefly luciferases, the identity of the emitters and the specific active site interactions responsible for bioluminescence color modulation remain elusive. To address these questions, we analyzed the bioluminescence spectra with 6'-amino-D-luciferin (aminoluciferin) and its 5,5-dimethyl analogue using a set of recombinant beetle luciferases that naturally elicit different colors and different pH sensitivities (pH-sensitive, Amydetes vivianii lambda(max) = 538 nm, Macrolampis sp(2) lambda(max) = 564 nm; pH-insensitive, Phrixotrix hirtus lambda(max) = 623 nm, Phrixotrix vivianii lambda(max) = 546 nm, and Pyrearinus termitilluminans lambda(max) = 534 nm), a luciferase-like enzyme (Tenebrionidae, Zophobas mono lambda(max) = 613 nm), and mutants of C311 (S314). The green-yellow-emitting luciferases display red-shifted bioluminescence spectra with aminoluciferin in relation to those with D-luciferin, whereas the red-emitting luciferases displayed blue-shifted spectra. Bioluminescence spectra with 5,5-dimethylaminoluciferin, in which enolization is blocked, were almost identical to those of aminoluciferin. Fluorescence probing using 2-(4-toluidino)naphthalene-6-sulfonate and inference with aminoluciferin confirm that the luciferin binding site of the red-shifted luciferases is more polar than in the case of the green-yellow-emitting luciferases. Altogether, the results show that the keto form of excited oxyluciferin is the emitter in beetle bioluminescence and that bioluminescence colors are essentially modulated by interactions of the 6'-hydroxy group of oxyluciferin and basic moieties under the influence of the microenvironment polarity of the active site: a strong interaction between a base moiety and oxyluciferin phenol in a hydrophobic microenvironment promotes green-yellow emission, whereas a more polar environment weakens such interaction promoting red shifts. In pH-sensitive luciferases, a pH-mediated switch from a closed hydrophobic conformation to a more open polar conformation promotes the typical red shift.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemiluminescent 2,6-diphenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones: a new entry to Cypridina luciferin analogues
Yuki Ishii; Chihiro Hayashi; Yoshihisa Suzuki; Takashi Hirano
責任著者, Photochemical & Photobiological Sciences, ROYAL SOC CHEMISTRY, 13巻, 2号, 掲載ページ 182-189, 出版日 2014年02月, 査読付, 国際誌, An investigation of the chemiluminescent properties of 2,6-diphenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivatives (1), having substituted phenyl groups, is described. Among the derivatives 1, the 6-[4-(dimethylamino) phenyl] derivatives (1a,d-f) gave a high quantum yield (Phi(CL) >= 0.0025) in diglyme/acetate buffer, which is a model reaction condition for the Cypridina bioluminescence. Their efficient chemiluminescence is mainly caused by the electronic effect of the substituent at C6. In particular, the electrondonating 4-(dimethylamino)phenyl group at C6 of 1a,d-f plays an essential role in increasing the chemi-excitation efficiency (Phi(S)) by the charge transfer-induced luminescence (CTIL) mechanism. The results provide useful information for designing new Cypridina luciferin analogues showing efficient chemiluminescence.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and luminescence properties of biphenyl-type firefly luciferin analogs with a new, near-infrared light-emitting bioluminophore
Chihiro Miura; Masahiro Kiyama; Satoshi Iwano; Kazuto Ito; Rika Obata; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Haruki Niwa
Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 69巻, 46号, 掲載ページ 9726-9734, 出版日 2013年11月, 査読付, 国際誌, New firefly luciferin analogs of the 4,4 '-substituted biphenyl-type were synthesized. One analog with a 4 '-dimethylamino group possessed bioluminescence activity, emitting near-infrared biological window light at 675 nm suitable for deep-site bioimaging of living animals. The chemiluminescence light-emission maximum of the corresponding methyl ester of the bioluminescence active analog was 500 nm, implying that biphenyl and thiazolinone rings in the light emitter might be placed in a coplanar conformation at the polar luciferase active site. (c) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Development of simple firefly luciferin analogs emitting blue, green, red, and near-infrared biological window light
Satoshi Iwano; Rika Obata; Chihiro Miura; Masahiro Kiyama; Kazutoshi Hama; Mitsuhiro Nakamura; Yoshiharu Amano; Satoshi Kojima; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Haruki Niwa
Tetrahedron, Elsevier, 69巻, 19号, 掲載ページ 3847-3856, 出版日 2013年05月13日, 査読付, Simple firefly luciferin analogs emitting blue, green, and red light were developed. The longest emission maximum was observed at 675 nm, which belongs to the NIR biological window (650-900 nm), useful for deep site bioimaging of living animals. The analogs showed a slow rise of emission intensity compared with the rapid emission of natural luciferin. The light emission of the adenylated analogs was strongly enhanced compared with those of analogs themselves.© 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Evaluation of Bioluminescence Activity of Firefly Luciferin Nucleotide Derivatives
Satoshi IWANO; Satoshi KOJIMA; Takashi HIRANO; Shojiro MAKI; Haruki NIWA
ECS Transactions, The Electrochemical society, 50巻, 29号, 掲載ページ 1-3, 出版日 2013年, 査読付, 国際誌, We study firefly bioluminescence to create practical bio imaging tool. Firefly bioluminescence has two serious problems; color and brightness control. We give solutions; archive multi-color emission (430 ~ 680 nm) and Emission Enhancing Technology (EET, 1000 fold brightness than wild type). But these solutions are not enough as practical use because of low brightness (multicolor) and low stability (EET). In this study, we focused on lumenscent intensity, in fact improvement of EET was done for create practical imaging tool.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - 5-[4-(Dimethylamino)phenyl]-2-benzamidopyrazines: fluorescent dyes based on Cypridina oxyluciferin
Takashi Hirano; Tatsuki Nakagawa; Ai Kodaka; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Minoru Yamaji
筆頭著者, Research on Chemical Intermediates, SPRINGER, 39巻, 1号, 掲載ページ 233-245, 出版日 2013年01月, 査読付, 国際誌, To clarify the acyl substitution effect on the fluorescent property of Cypridina oxyluciferin analogs, which have the 4-(dimethylamino)phenyl group at C5, we compared the spectroscopic properties of benzamide 1b and its 2,6-dimethylphenyl derivative 1c in various solvents with those of acetamide 1a. Similarity of the fluorescence wavelengths of 1a-c indicates that the pi-electronic conjugation in the excited singlet (S-1) state is terminated at the acyl group and that the benzamide moiety in 1b has little effect on modulating the florescence color. The similar fluorescence solvatochromism of 1a-c reveals that their S-1 states have a similar intramolecular charge transfer character. The fact that 1a-c have various fluorescence quantum yields and lifetimes depending on solvent polarity and hydrogen bonding interactions in solutions provides information about the decay processes competing with the fluorescence process in the S-1 states. Among 1a-c, benzamide 1b exhibits the most sensitive variation of the fluorescence intensity depending on the solvent used. Similarity of the fluorescence spectra of 1a-c adsorbed in NaY zeolites was also observed, which indicates that the S-1 states of 1a-c give mobile conformers in the NaY supercages. The relationship between the molecular structures of 1a-c and their spectroscopic properties will provide a guide for designing a new fluorophore based on Cypridina oxyluciferin.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic studies of the color modulation mechanism of firefly (beetle) bioluminescence with amino-analogs of luciferin and oxyluciferin
Takashi Hirano; Hiroyuki Nagai; Takuto Matsuhashi; Yosuke Hasumi; Satoshi Iwano; Kazuto Ito; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Vadim R. Viviani
筆頭著者, Photochemical and Photobiological Sciences, Royal Society of Chemistry, 11巻, 8号, 掲載ページ 1281-1284, 出版日 2012年08月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, Spectroscopic properties of amino-analogs of luciferin and oxyluciferin were investigated to confirm the color modulation mechanism of firefly (beetle) bioluminescence. Fluorescence solvatochromic character of aminooxyluciferin analogs indicates that the bioluminescence of aminoluciferin is useful for evaluating the polarity of a luciferase active site. © 2012 The Royal Society of Chemistry and Owner Societies.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Studies on (-)ESI-MS/MS of a glycosaminoglycan disaccharide N-acetyllactosamine-6,6 '-disulfate disodium salt-Charge-localization isomers
Yoko Ohashi; Masayuki Kubota; Hiroshi Hatase; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Haruki Niwa
International Journal of Mass Spectrometry, ELSEVIER SCIENCE BV, 312巻, 掲載ページ 179-184, 出版日 2012年02月, 査読付, 国際誌, We previously reported the ESI-MS/MS studies on distinguishing Gal beta 1-4GlcNAc-6,6'-disulfate disodium salt from 2'-epimer,(1) namely Gal beta 1-4ManNAc-6,6'-disulfate [1]. Here, we must emphasize first that distinction of the epimeric pair was successful using either FAB or MALDI, but most effectively done by ESI mass spectrometry. However, though totally independent of our original aim of distinguishing epimers, we later realized that there were some inaccuracies in our assignment of the fragmentation path of negative product ions. Through our intensive studies to establish the right fragmentation path, we now propose a new concept of isomers caused by the difference in the localization of a negative charge in apparently the same MS1 ion of a disaccharide dibasic acid. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bioluminescence characteristics of the fruiting body of Mycena chlorophos
Kenichi Mori; Satoshi Kojima; Shojiro Maki; Takashi Hirano; Haruki Niwa
Luminescence, WILEY-BLACKWELL, 26巻, 6号, 掲載ページ 604-610, 出版日 2011年11月, 査読付, 国際誌, Bioluminescent fungi are widely distributed on land and most belong to the class Basidomycetes. Light of about 530 nm wavelength maximum is emitted continuously. The molecular basis for the light-emitting process remains unclear. We investigated the characteristics of the bioluminescence using cultivated fruiting bodies of M. chlorophos. Only fresh fruiting bodies exhibited long-lasting light emission; rapid decay of light emission was observed with frozen and freeze-dried samples. Freeze-dried samples can be stored at room temperature under dry conditions and may be useful for the isolation of luciferin. The light emission of the fresh fruiting bodies was maintained in various buffers at varying pH; it could be stopped with pH 4 acetate buffer and could be recovered at pH 6. The isolation of luciferin from the fresh fruiting bodies might be possible by the control of buffer pH. The effect of temperature on the light emission of fruiting bodies indicated that bioluminescence in M. chlorophos may involve enzymatic reaction(s). The solubilization of bioluminescent components from the fruiting bodies could not be achieved with various surfactants. Copyright (C) 2011 John Wiley & Sons, Ltd.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Influence of electron-donating and electron-withdrawing substituents on the Chemiluminescence behavior of Coelenterazine analogs
Ryota Saito; Takashi Hirano; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Mamoru Ohashi
Bulletin of the Chemical Society of Japan, The Chemical Society of Japan, 84巻, 1号, 掲載ページ 90-99, 出版日 2011年01月, 査読付, 国際誌, Coelenterazine analogs 3a3e possessing various substituents at the para-position of the 6-phenyl group (R = CF3, F, H, OMe, and NMe 2) were synthesized, and the chemiluminescent properties of 3a3e in dimethyl sulfoxide (DMSO) were investigated quantitatively. Chemiluminescence maxima observed in the range of 454478nm showed a bathochromic shift as the electron-donating ability of R increased. Chemiluminescence quantum yields (φCL) were obtained in the range of 0.00060.0018. The analog 3a possessing the electron-withdrawing CF3 group showed a slight decrease in its φCL value. The fluorescence quantum yields (φF) of the light emitter, 2-acetamidopyrazine anions 4a --4e- , were observed in the range of 0.0050.21 and showed substituent dependency in that the increment in the electronwithdrawing ability of R decreases the φF value. The efficiency of generation of the singlet-excited 4a--4e- (φS) showed a small change in the range of 0.0080.015. From these quantitative analyses of the quantum efficiencies, we found that an electron-donating substituent R is not required for the efficient generation of a singlet-excited light emitter, but is required for the high φF of the emitter. © 2011 The Chemical Society of Japan.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Colorimetric and fluorometric sensing of the Lewis acidity of a metal ion by metal-ion complexation of imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones
Takashi Hirano; Takashi Sekiguchi; Daisuke Hashizume; Hiroshi Ikeda; Shojiro Maki; Haruki Niwa
筆頭著者, Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 66巻, 21号, 掲載ページ 3842-3848, 出版日 2010年05月, 査読付, 国際誌, Metal-ion complexation of 7-benzylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivative (2) with Li+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sc3+, and La3+ in acetonitrile resulted in successive modulations of its UV/vis absorption and fluorescence spectroscopic properties. This result indicates that 2 can be used as a calorimetric and fluorometric sensor of the Lewis acidity of a metal ion in aprotic solutions. The hypothesis that the metal-ion complex has a O10(imidazopyrazinone)-metal ion bond was supported by X-ray crystallographic analysis and quantum chemical calculations for a Li+ complex of 7-methylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivative (1). (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Color modulation mechanism of firefly (beetle) bioluminescence based on photochemistry
Takashi Hirano; Yosuke Hasumi; Kazuhiro Ohtsuka; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Minoru Yamaji; Daisuke Hashizume
Luminescence, JOHN WILEY & SONS LTD, 25巻, 2号, 掲載ページ 97-98, 出版日 2010年04月, 査読付, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Synthesis and properties of bis(pyrazino[2 ',3 ':4,5]imidazole)-fused 1,2,5,6-tetrahydro-1,4,5,8,9,10-hexaazaanthracenes: a new fluorescent nitrogen-rich heterocycle
Sojiro Hachiya; Daisuke Hashizume; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 51巻, 10号, 掲載ページ 1401-1403, 出版日 2010年03月, 査読付, 国際誌, Nitrogen-rich heterocycles, bis(pyrazino[2',3':4,5]imidazole)-fused 1,2,5,6-tetrahydro-1,4,5,8,9,10-hexaazaanthracenes (BPI-HAAs) were prepared by conventional Pd(OAc)(2)/BINAP-catalyzed C-N coupling reactions of 5-aryl-3-bromoaminopyrazines. The BPI-HAA core is a planar structure with aromaticity, and this heterocycle exhibits red fluorescence and moderate electron-accepting characteristics. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and fluorescence properties of difluoro[amidopyrazinato-O,N]boron derivatives: a new boron-containing fluorophore
Sojiro Hachiya; Takayuki Inagaki; Daisuke Hashizume; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 51巻, 12号, 掲載ページ 1613-1615, 出版日 2010年03月, 査読付, 国際誌, New boron-containing fluorophores, difluoro[amidopyrazinato-O,N]boron (APB) derivatives, were prepared from amidopyrazines. The fluorescence properties of APB were successfully modulated by an aryl substitution at the C8 position. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Distinction of Sialyl Anomers on ESI- and FAB-MS/MS: Stereo-Specific Fragmentations
Yoko Ohashi; Masayuki Kubota; Hiroshi Hatase; Mitsuhiro Nakamura; Takashi Hirano; Haruki Niwa; Yoshitaka Nagai
Journal of the American Society for Mass Spectrometry, ELSEVIER SCIENCE INC, 20巻, 3号, 掲載ページ 394-397, 出版日 2009年03月, 査読付, 国際誌, An anomeric pair of the lysoglyceroganglioside 1-O-octadecyl-3-O-(N-acetyl)neuraminyl-sn-glycerol sodium salt was studied to see if sialic anomers were distinguishable by mass spectra. It was evident that, in the electrospray ionization and fast-atom bombardment product-ion spectra: (1) in the positive MS(2) product-ion spectrum, the beta- anomer showed an unexpected aglycone-side sodiated sodium alkoxide ion, which was absent for the a-anomer; (2) in both polarities the beta-anomer showed dehydration much more easily than the a-anomer; and (3) in the negative MS(2) product-ion spectrum, the P-anomer also readily showed decarboxylation. Our hypothesis is that, although several easily interconvertible conformations may be allowed, the one having the large aglycone in the equatorial orientation affects the collision-induced dissociation fragmentations. (J Am Soc Mass Spectrom 2009, 20, 394-397) (C) 2009 Published by Elsevier Inc. on behalf of American Society for Mass Spectrometry
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic Studies of the Light-Color Modulation Mechanism of Firefly (Beetle) Bioluminescence
Takashi Hirano; Yosuke Hasumi; Kazuhiro Ohtsuka; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Minoru Yamaji; Daisuke Hashizume
筆頭著者, Journal of the American Chemical Society, AMER CHEMICAL SOC, 131巻, 6号, 掲載ページ 2385-2396, 出版日 2009年02月, 査読付, 国際誌, To reveal the light-color modulation mechanism of firefly (beetle) bioluminescence, we investigated the spectroscopic properties of the phenolate anion 1-O- generated from 5,5-dimethyloxyluciferin (1-OH) using various base/solvent combinations. Phenolate anion 1-O- is a model compound for the keto form of wild-type oxyluciferin phenolate anion (OL-), which is postulated to be the emitter of the bioluminescence. The fluorescence maxima of 1-O- were found to depend on the base/solvent combination used, and they varied in the range 541-640 nm, which covers the almost whole range of the bioluminescence emission maximum. In a polar solvent, where (1)(1-O-)* and the countercation (the conjugate acid of a base) make a solvent-separated ion pair or a free ion couple, the emission maxima of 1-O- were found to be modulated by the solvent polarity. In a less polar solvent, where (1)(1-O-)* and the countercation are formed as a contact ion pair, the strength of the covalent character of the O8'center dot center dot center dot H bond between (1)(1-O-)* and the countercation is operative. The effect of the base/solvent combination on the emission properties of (1)(1-O-)* was also verified using fluorescence lifetime measurements and density functional theory calculations on 1-O- and its ion-pair models. On the basis of these results, we propose the following light-color modulation mechanism: (1) the light emitter is the excited singlet state of OL- [ (1)(OL-)*], and (2) light emission from (1)(OL-)* is modulated by the polarity of the active-site environment of a luciferase and the degree of covalent character of the O8'center dot center dot center dot H bond between (1)(OL-)* and a protonated basic moiety in the active site. Mechanisms for variation of the bioluminescence colors and their applications are discussed.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - The reaction mechanism for the high quantum yield of Cypridina (Vargula) bioluminescence supported by the chemiluminescence of 6-aryl-2-methylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones (Cypridina luciferin analogues)
Takashi Hirano; Yuto Takahashi; Hiroyuki Kondo; Shojiro Maki; Satoshi Kojima; Hiroshi Ikeda; Haruki Niwa
筆頭著者, Photochemical & Photobiological Sciences, ROYAL SOC CHEMISTRY, 7巻, 2号, 掲載ページ 197-207, 出版日 2008年02月, 査読付, 招待, 国際誌, To establish the reaction mechanism of the high-quantum-yield bioluminescence in Cypridina (Vargula), we investigated the chemiluminescence of 6-aryl-2-methylimidazo[1,2-a] pyrazin-3(7H)-ones (1H) as Cypridina luciferin analogues in DMSO-1,1,3,3-tetramethylguanidine and in diglyme-acetate buffer. We found that the chemiluminescence of 1H with an electron-donating aryl group, such as a 4-(dimethylamino) phenyl, 3-indolyl or 3-(1-methyl) indolyl group, gave a high quantum yield (Phi(CL)) in diglymeacetate buffer. This indicates that the reaction mechanism producing this high Phi(CL) involves the chemiexcitation of a neutral dioxetanone intermediate possessing an electron-donating aryl group to the singlet excited state of neutral acetamidopyrazine (the light emitter). In addition, we investigated the. fluorescence of acetamidopyrazines and performed DFT calculations for neutral dioxetanones and the transition states (TS) of the dioxetanone's decomposition. The results made it clear that the electron-donating aryl group gives the TS and the singlet-excited acetamidopyrazine (S-1) a strong intramolecular charge transfer (ICT) character, and their similar ICT character leads to the ICT TS -> S-1 route in the charge transfer-induced luminescence (CTIL) mechanism for efficient chemiexcitation. The reaction mechanism of the chemiluminescence of 1H can explain the highly efficient chemiexcitation of Cypridina bioluminescence.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic and density functional theory studies of the molecular geometry and electronic structure of classical and nonclassical radical ions derived from 7-benzhydrylidenenorbornene analogues
Hayato Namai; Hiroshi Ikeda; Takashi Hirano; Hideki Ishii; Kazuhiko Mizuno
Journal of Physical Chemistry A, AMER CHEMICAL SOC, 111巻, 32号, 掲載ページ 7898-7905, 出版日 2007年08月, 査読付, 国際誌, A spectroscopic study, using nanosecond time-resolved laser flash photolysis and gamma-irradiation of low-temperature matrices, was undertaken along with a theoretical study using density functional theory (DFT) and time-dependent (TD)-DFT calculations to gain insight into the molecular geometry and electronic structure of radical cations and radical anions of 7-benzhydrylidenenorbornene (4) and its derivatives 6-8. The radical ions 4(.+), 6(.+), 7(.+), 8(.+), 4(.-), 6(.-), 7(.-), and 8(.-) exhibited clear absorption bands in the 350-800 nm region, which were reproduced successfully from the electronic transitions calculated with TD-UB3LYP/cc-pVDZ. Radical cations 4(.+) and 8(.+) are consistent with a bent structure having a delocalized electronic state where the spin and charge are delocalized not only in the benzhydrylidene subunit but also in the residual subunit. In contrast, 6(.+) and 7(.+) have nonbent structures with a localized electronic state where their spin and charge are localized in the benzhydrylidene subunit only. Therefore, 4(.+) and 8(.+) have a nonclassical nature, with 6(.+) and 7(.+) possessing a classical nature. In contrast, in the radical anion system, 7(.-) and 8(.-) are considered nonclassical, and 4(.-) and 6(.-) are classical. Orbital interaction theory and DFT calculations can account fully for the spectroscopic features, molecular geometries, and electronic structures of the radical ions. For example, the shift of the absorption bands and the nonclassical nature of 4(.+) are due to the antibonding character of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of 4, and those of 7(.-) arise from the bonding character of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of 7. A topological agreement of p-orbitals at C-2, C-3 (or C-5, C-6), and C-7 produces strong electronic coupling with an antibonding or a bonding character in the frontier orbitals. It is the ethylene and butadiene skeleton at C-2-C-3 (or C-5-C-6), with its contrasting topology in the HOMO and LUMO of the neutral precursor, that holds the key to deducing the nonclassical nature of the 7-benzhydrylidenenorbornene-type radical cation and radical anion systems.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemiluminescence of 6-aryl-2-methylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones in DMSO/TMG and in diglyme/acetate buffer: support for the chemiexcitation process to generate the singlet-excited state of neutral oxyluciferin in a high quantum yield in the Cypridina (Vargula) bioluminescence mechanism
Yuto Takahashi; Hiroyuki Kondo; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Hiroshi Ikeda; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 47巻, 34号, 掲載ページ 6057-6061, 出版日 2006年08月, 査読付, 国際誌, The chemiluminescence of 6-aryl-2-methylimidazo [1,2-a]pyrazin-3 (7 H) -ones (Cypridina luciferin analogues) in DMSO/ 1,1,3,3-tetramethylguanidine and in diglyme/acetate buffer was investigated. The results indicate that the reaction mechanism that produces a high chemiluminescence quantum yield involves a chemiexcitation process from a neutral dioxetanone intermediate possessing an electron-donating aryl group (sigma(Ar) <-0.6) to the singlet-excited state of neutral acetamidopyrazine. This result may be applied to the reaction mechanism for Cypridina (Vargula) bioluminescence. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Real light emitter in the bioluminescence of the calcium-activated photoproteins aequorin and obelin: light emission from the singlet-excited state of coelenteramide phenolate anion in a contact ion pair
Kotaro Mori; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Hiroshi Ikeda; Takashi Hirano
責任著者, Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 62巻, 26号, 掲載ページ 6272-6288, 出版日 2006年06月, 査読付, 国際誌, Fluorescence of the phenolate anion (3(O)(-)) and the amide anion (5(N)(-)) of coelenteramide analogues in ion pairs with various counter cations was systematically investigated to elucidate the ionic structure of the light emitter in the bioluminescence of the calcium-activated photoproteins aequorin and obelin. The fluorescent properties of 3(O)- in an ion pair with a conjugate acid of an organic base (BASE-H+) were varied depending on the structural variation of the ion pair and the solvent polarity. In particular, the fluorescence of 3(O)- in the ion pair with the conjugate acid of n-butylamine (NBA-H+) indicates that the singlet-excited state of 3(O)(-) ((1)3(O)(-)*) and NBA-H+ make a contact ion pair in which the fluorescence emission maxima of 3(O)- is sensitive to the solvent polarity and the fluorescence quantum yields of 3(O)- increase in a less polar solvent. The results also confirm that (1)3(O)-* is a twisted intramolecular charge transfer state. By contrast, the fluorescence of 5(N)(-) in an ion pair depends little on the BASE-H+ or the solvent polarity. Based on these results, we conclude that the light emitter in aequorin and obelin bioluminescences is the singlet-excited state of coelenteramide phenolate anion 2(O)(-)((1)2(O)(-)*) in a contact ion pair with an imidazolium side chain of a histidine residue, which is located at the less polar active sites of the photoproteins. We also propose a mechanism for the bioluminescence reaction, including the chemiexcitation process to give (1)2(O)(-)*. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bio-inspired materials for electron donors and charge-transfer complex formation based on the imidazopyrazinone luciferin core
M Suzuki; T Fujii; T Nogami; T Hirano; T Ishida
Chemistry Letters, CHEMICAL SOC JAPAN, 35巻, 3号, 掲載ページ 250-251, 出版日 2006年03月, 査読付, 国際誌, The electron-donating properties of 2-phenyl- and 2-methylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones were confirmed by the oxidation potentials. The I/I molecular complex from the former and TCNQ was characterized by means of X-ray crystallographic analysis, and the charge-transfer degree was estimated to be 16% from the IR nitrile stretching bands.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Construction of a new firefly bioluminescence system using L-luciferin as substrate
M Nakamura; K Niwa; S Maki; T Hirano; Y Ohmiya; H Niwa
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 47巻, 7号, 掲載ページ 1197-1200, 出版日 2006年02月, 査読付, 国際誌, L-Luciferin can be converted into D-luciferin with an enzyme/co-factor system consisting of firefly luciferase, an esterase, ATP, Mg2+, and coenzyme A. By this means, a new firefly bioluminescence system can be constructed that uses L-luciferin as the substrate. (c) 2005 Published by Elsevier Ltd.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Substituent effects on the kinetics for the chemiluminescence reaction of 6-arylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones (Cypridina luciferin analogues): support for the single electron transfer (SET)-oxygenation mechanism with triplet molecular oxygen
H Kondo; T Igarashi; S Maki; H Niwa; H Ikeda; T Hirano
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 46巻, 45号, 掲載ページ 7701-7704, 出版日 2005年11月, 査読付, 国際誌, Kinetics of chemiluminescence reactions of 2-methyl-6-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3 (7H)-one (1c, Cypridina luciferin analogue) and substituent effects of the 6-aryl group of derivatives 1 strongly suggest that the rate-determining step is a single electron transfer from an anion derived from 1 to a triplet molecular oxygen (O-2) in the oxygenation process. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Substituent effects on the spectroscopic properties of solvatochromic 2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones: an effective control for the colorimetric sensor properties
Y Takamuki; S Maki; H Niwa; H Ikeda; T Hirano
責任著者, Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 61巻, 42号, 掲載ページ 10073-10080, 出版日 2005年10月, 査読付, 国際誌, Substituent effects on the spectroscopic properties of a solvatochromic compound, 7-methyl-2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one (1c), using derivatives 1 with a para-substituent R on the phenyl group, were investigated systematically. In the UV/visible absorption spectra, the solvatochromic property of I originating from hydrogen-bonding interactions was effectively regulated by the substituent effects. In particular, the cyano derivative le showed significant solvatochromism with a wide color variation range and a high sensitivity toward solvents. Similarly, the fluorescence of I showed a redshift as the electron-withdrawing property of R increased. The substituent effects were evaluated by AM1-COSMO calculations, which also suggested that derivatives 1 are good electron donors and that the electron-donating ability is regulated by R. This was confirmed by the observation of low oxidation potentials and the formation of charge-transfer complexes with tetracyanoethylene. Absorption-spectrum changes of le and le caused by metal-ion complexation were also compared, showing that the cyano derivative le is a good colorimetric sensor for the Lewis acidity of the metal ions. From these observations, it was established that para-substitution of R on the phenyl group of le caused successive modulations of the colorimetric sensor properties. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic and DFT studies of nonclassical and classical radical cations of 7-benzhydrylidenenorbornene analogues: contrasting molecular geometry and electronic structures originating from the different patterns of electronic coupling
H Ikeda; H Namai; T Hirano
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 46巻, 44号, 掲載ページ 7631-7635, 出版日 2005年10月, 査読付, 国際誌, Nanosecond time-resolved UV/vis absorption spectroscopy on laser flash photolysis and calculations based on (time-dependent) density functional theory for radical cations of 7-benzhydrylidenebenzonorbornene (3) and 7-benzhydrylidene-2,3-dimethylenenorbornane (4) indicated their contrasting molecular geometry and electronic structures, suggesting the nonclassical and classical nature of 3(center dot+) and 4(center dot+), respectively, which originated from the different patterns of electronic coupling between the C-7-C-8 and C-2-C-3 subunits. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Firefly luciferase exhibits bimodal action depending on the luciferin chirality
M Nakamura; S Maki; Y Amano; Y Ohkita; K Niwa; T Hirano; Y Ohmiya; H Niwa
Biochemical and Biophysical Research Communications, ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 331巻, 2号, 掲載ページ 471-475, 出版日 2005年06月, 査読付, 国際誌, Firefly luciferase is able to convert (L)-luciferin into luciferyl-CoA even under ordinary aerobic luciferin-luciferase reaction conditions. The luciferase is able to recognize strictly the chirality of the luciferin structure, serving as the acyl-CoA synthetase for (L)-luciferin, whereas (D)-luciferin is used for the bioluminescence reaction. (D)-Luciferin inhibits the luciferyl-CoA synthetase activity Of (L)-luciferin, whereas (L)-luciferin retards the bioluminescence reaction Of (D)-luciferin, meaning that both enzyme activities are prevented by the enantiomer of its own substrate. © 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Spectroscopic and DFT evidence for a nonclassical radical cation derived from 7-benzhydrylidenenorbornene
H Ikeda; H Namai; T Hirano
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 46巻, 22号, 掲載ページ 3917-3921, 出版日 2005年05月, 査読付, 国際誌, Nanosecond time-resolved UV/vis absorption spectroscopy on laser flash photolysis was conducted for photoinduced electron-transfer reactions of 7-benzhydrylidenenorbornene (1) and 7-benzhydrylidenenorbornane (5). The differences in the observed absorption bands and the structures of 1(&BULL;+) and 5(&BULL;+) were evaluated successfully using calculations based on (time dependent) density functional theory, confirming the nonclassical nature of 1(&BULL;+). © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bioluminescence activity of Latia luciferin analogues: replacement of the 2,6,6-trimethylcyclohexene ring onto the methyl-substituted phenyl groups
M Nakamura; M Mamino; M Masaki; S Maki; R Matsui; S Kojima; T Hirano; Y Ohmiya; H Niwa
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 46巻, 1号, 掲載ページ 53-56, 出版日 2005年01月, 査読付, 国際誌, A series of Latia luciferin analogues having methyl-substituted phenyl groups instead of the natural 2.6.6-trimethylhexene ring was synthesized and their bioluminescence activity were measured. The Latia luciferase was found to be able to moderately recognize the appropriately methyl-substituted phenyl analogues with the same light production kinetics as. that of natural luciferin. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Characterization of [1-13C]- Specifically Labeled Amino Acids Using ESIMS/MS in the Selected Reaction Monitoring Mode
Ohashi, Y; Hatase, H; Nakamura, M; Hirano, T; Maki, S; Niwa, H
J. Mass Spectrom. Soc. Jpn., Mass Spectrometry Society of Japan, 53巻, 6号, 掲載ページ 309-314, 出版日 2005年, 査読付, 国際誌, ESIMS/MS was employed for the analyses of 1-13CO-labeled amino acids. Conventionally, in order to estimate the 13C-content, the intensity of molecule-related ion of the sample has been compared against the natural compound. However, this method is incompetent for specifying the position of the 13C-labeling, hence is unable to distinguish the specifically 1-13C-labeled compound from otherwise-(generally or non-specifically) labeled amino acids. With the intention of distinguishing 1-13CO-labeled amino acids from generally labeled and non-labeled molecules we utilized ESIMS/MS in the selected reaction monitoring mode, choosing the protonated molecules as the precursor ion and specifying the product ion generated by a 47 u- (instead of 46 u-) elimination from the precursor ion for the labeled samples. By this new method, characterization of solely 1-13CO-labeled amino acids has been successfully conducted, enabling their distinction from otherwise-labeled compounds.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Regioselective phenyl-substitution effects on the solvatochromism of 2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivatives: expansion of the color variation range of a visible indicator for the proton donor ability of solvents
S Fujio; D Hashizume; Y Takamuki; M Yasui; F Iwasaki; S Maki; H Niwa; H Ikeda; T Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 45巻, 46号, 掲載ページ 8531-8534, 出版日 2004年11月, 査読付, 国際誌, Phenyl-substitution to the C8 position of an imidazopyrazinone ring resulted in the significant bathochromic shift of the lowest energy band, while the substitution to the C6 position does not produce such a shift. This provides evidence that a color variation range of the solvatochromism of 2-phenylimidazopyrazinone derivatives depends strongly on the position of phenyl-substitution. Results indicated that an imidazopyrazinone with the phenyl groups at the C2 and C8 positions acts as a potential indicator of the proton donor ability of solvents. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Substituent effects on the solvatochromism of 2-phenylimidazopyrazinones: Effective control of the color variation range and sensitivity toward an indication of the proton-donor ability of solvents by an electron-withdrawing group substitution
Y Takamuki; S Maki; H Niwa; H Ikeda; T Hirano
責任著者, Chemistry Letters, CHEMICAL SOC JAPAN, 33巻, 11号, 掲載ページ 1484-1485, 出版日 2004年11月, 査読付, 国際誌, A para-substitution on the phenyl group of 2-phenylimida-zopyrazinone successively resulted in a change of the solvato-chromic property, especially of the color-variation range and sensitivity to solvents, demonstrating that derivatives possessing an electron-withdrawing group are preferable as potential indicators of the proton-donor ability of solvents.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and chemiluminescence of novel p-conjugated bisimidazopyrazinone derivatives
Mika Niibe; Susumu Obata; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 166-166, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Spectral control of 2-arylimidazopyrazinone derivatives: substituent and an interaction with biological molecules
Yoshiharu Takamuki; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 177-177, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - The chemiluminescence reaction mechanism of imidazopyrazinones: Effects of the reaction conditions for the chemiluminescence
Hiroyuki Kondo; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 155-155, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Development of the chemistry of the imidazopyrazinone- bioluminescence system: From the bio- and chemiluminescence mechanism to a design of sensor molecules
Takashi Hirano; Shuichiro Nakai; Takasi Sekiguchi; Shunsuke Fujio; Shojiro Maki; Haruki Niwa
筆頭著者, Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 14-14, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Ionic structure of the excited light – emitter in the calcium – activated photoprotein bioluminescence”
Kotaro Mori; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
責任著者, Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 14-14, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Synthesis and bioluminescent activity of the Latia luciferin analogs
Yoshiharu Amano; Mitsuhiro Nakamura; Shojiro Maki; Takashi Hirano; Yoshihiro Ohmiya; Haruki Niwa
Luminescence, 19巻, 3号, 掲載ページ 24-24, 出版日 2004年08月, 国際誌
研究論文（国際会議プロシーディングス）, 英語 - Synthesis of Latia luciferin benzoate analogues and their bioluminescent activity
M Nakamura; M Masaki; S Maki; R Matsui; M Hieda; M Mamino; T Hirano; Y Ohmiya; H Niwa
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 45巻, 10号, 掲載ページ 2203-2205, 出版日 2004年03月, 査読付, 国際誌, The bioluminescent system of the univalve shell Latia neritoides exhibits a luciferin-luciferase reaction. We study the enol formate structure of Latia luciferin, which is expected to be important for luminescent activity. The Latia luciferin analogues with an enol substituted benzoate moiety were synthesized and their bioluminescent activity was measured. The Latia luciferin benzoate analogues delay emission for natural luciferin in bioluminescence, indicating that the Latia bioluminesent activity can be controlled by the design of the enol ester. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Metal-ion complexation of imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones: continuous changes in absorption spectra of complexes depending on the Lewis acidity of the metal ion
T Sekiguchi; S Maki; H Niwa; H Ikeda; T Hirano
責任著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 45巻, 5号, 掲載ページ 1065-1069, 出版日 2004年01月, 査読付, 国際誌, The spectroscopic properties of metal-ion complexes of several imidazopyrazinone derivatives with Li+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sc3+, and La3+ ions were studied. The spectral characteristics and the formation constants of the complexes changed continuously depending on the Lewis acidity of the metal ion, suggesting that the imidazopyrazinones can find application as indicators of Lewis acidity. In the case of bis-imidazopyrazinone derivatives, the complexation abilities were enhanced by chelate effects. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Analysis of sugar epimers using mass spectrometry: N-acetyllactosamine-6,6 '-disulfate and the 2 '-epimer
Y Ohashi; Y Itoh; M Kubota; K Hamada; M Ohashi; T Hirano; H Niwa
European Journal of Mass Spectrometry, IM PUBLICATIONS, 10巻, 2号, 掲載ページ 269-278, 出版日 2004年, 査読付, 国際誌, Galbeta1-4GlcNAc-6,6'-disulfate and 2'-epimer corresponding to Galbeta1-4ManNAc-6,6'-disulfate were distinguished by mass spectrometry by utilizing fast atom bombardment (FAB), electrospray ionization (ESI) and matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) methods. As for the steric information, negative-ion ESI mass spectrometry/mass spectrometry (MS/MS) provides the most extensive data, but FAB MS/MS also reveals detailed structural information of interest in our case, where MALDI MS is not yet fully equipped with post-source decay.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Fundamental studies on the structures and spectroscopic properties of imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one derivatives
S Nakai; M Yasui; M Nakazato; F Iwasaki; S Maki; H Niwa; M Ohashi; T Hirano
Bulletin of the Chemical Society of Japan, CHEMICAL SOC JAPAN, 76巻, 12号, 掲載ページ 2361-2387, 出版日 2003年12月, 査読付, 国際誌, The fundamental physical properties of 2-methyl and 2-phenylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one 1 and 2, and their N- and O-alkylated derivatives 3-6 have been investigated by X-ray crystallography, UV/vis absorption spectroscopy, NMR, and AMl-COSMO calculations. The crystal structures of 3 and 4 showed that the imidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-one (imidazopyrazinone) pi-system has a planar ring structure and a weakened carbonyl character of the C3-O10 bond, suggesting that the imidazopyrazinone pi-system has the character of a zwitter-ionic resonance structure to increase the aromaticity. The data concerning the bond length alternations and the NMR chemical shifts of 1-4 also support that their imidazopyrazinone rings have small portions of aromatic character. In addition, imidazopyrazinone derivatives 1-4 showed solvatochromism originating by hydrogen-bonding interactions with hydrogen-bond donor solvent molecules; derivatives 1 and 2 prefer to be the NH form isomers in their tautomeric equilibriums. These observations were consistently evaluated by MO calculations. The physical properties of protonated species of 1-6 and anion species of 1 and 2 were also established. The fundamental properties of the imidazopyrazinone pi-system explain the several problems of the chemi- and bioluminescence reactivities of imidazopyrazi none derivatives and of the construction of a bioluminescent supramolecule.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Pd black deposited on polypropylene sheet as a highly selective catalyst for hydrogenation of alkenes
S Maki; M Okawa; T Makii; T Hirano; H Niwa
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 44巻, 18号, 掲載ページ 3717-3721, 出版日 2003年04月, 査読付, 国際誌, A catalyst deposited on a polypropylene sheet having an activity of almost the same level as commercially available Pd black and capable of promoting hydrogenolysis-free hydrogenation was developed. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Hydrogenolysis-free Hydrogenation Using Pd Black Catalyst Deposited on Pd Sheet
Maki, S; Okawa, M; Makii, T; Hirano, T; Niwa, H
ITE Letters, 4巻, 掲載ページ 49-54, 出版日 2003年, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Viscosity-dependent fluorescence decay of the GFP chromophore in solution due to fast internal conversion
AD Kummer; C Kompa; H Niwa; T Hirano; S Kojima; ME Michel-Beyerle
Journal of Physical Chemistry B, AMER CHEMICAL SOC, 106巻, 30号, 掲載ページ 7554-7559, 出版日 2002年08月, 査読付, 国際誌, Time-resolved fluorescence measurements at 275 K show that the excited-state lifetime of a model chromophore of the green fluorescent protein (GFP) substantially increases from subpicoseconds in low-viscosity solvents such as ethanol (eta = 1.7 cP) to 30 ps in glycerol (eta = 9.9 x 10(3) cP) and reaches 2.1 ns in glycerol glass at 150 K. At high temperatures the similarity of excited-state decay and ground-state recovery kinetics indicates internal conversion being responsible for the short fluorescence lifetimes. Their viscosity dependence reflects on a motion with a considerable amplitude that is damped by viscous drag and outweighs thermal activation as is concluded from measurements at different temperatures. In solution the neutral and the anionic forms of the model chromophore are similarly nonfluorescent in contrast to wild-type GFP and mutants where the deprotonated form is hardly undergoing internal conversion. Thus, the protein selectively restricts motional degrees of freedom of the chromophore in specific protonation states.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Preparation of deoxygenated derivatives of neoanisatin, a neurotoxic sesquiterpenoid having a beta-lactone
K Obitsu; S Maki; T Hirano; H Niwa
Bulletin of the Chemical Society of Japan, CHEMICAL SOC JAPAN, 75巻, 2号, 掲載ページ 347-354, 出版日 2002年02月, 査読付, 国際誌, Seven deoxygenated neoanisatin derivatives were prepared from anisatin and neoanisatin by utilizing methoxalyl ester/tributylstannane (n-Bu3SnH) deoxygenation procedure coupled with a novel dehydration reaction of neoanisatin.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Preparation and Toxic Property of Carbapicrotoxinin, a Cyclopropane-containing Analog of GABA-antagonistic Sesquiterpenoid Piricrotoxinin
Kazuyoshi Obitsu; Shojiro Maki; Takashi Hirano; Haruki Niwa
ITE Letters, ITE Letters, 3巻, 掲載ページ 72-75, 出版日 2002年, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Reduction in Desorption Mass Spectrometry: Multiple Protonation on Flavins without Charge Increment
Itoh, Y; Ohashi, Y; Shibue, T; Hayashi, A; Maki, S; Hirano, T; Niwa, H
J. Mass Spectrom. Soc. Jpn., Mass Spectrometry Society of Japan, 50巻, 2号, 掲載ページ 52-57, 出版日 2002年, 査読付, 国際誌, Three flavin-containing compounds, namely, riboflavin, riboflavin 5′-phosphate (flavin mononucleotide, FMN) and flavin-adenine dinucleotide (FAD, Scheme 1), were studied using matrix-assisted laser desorption ionization (MALDI), fast atom bombardment (FAB) and electrospray ionization (ESI) mass spectrometry. It was found that the isoalloxazine ring (flavin) was reduced in the positive-ion MALDI and FAB ionization processes producing unusual ions [M+2]+· and [M+3]+ in addition to the anticipated [M+1]+, whereas ESI generated only [M+H]+ as the molecular-related ion. The reduction mechanism is hypothesized as the protonation from the matrix with a concomitant electron transfer,*1 rather than the transfer of hydrogen atom(s), H··ESI, in which matrix is not used, did not produce [M+2]+· nor [M+3]+ more than the natural isotope abundance of 13C in the sample molecules. The reduction site expands to N(1)=C(10a)-C(4a)=N(5), a1,4-diaza-1,3-butadiene system, in the isoalloxazine ring, resembling the behavior of prosthetic groups of aerobic dehydrogenases.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Fluorescence properties of phenolate anions of coelenteramide analogues: the light-emitter structure in aequorin bioluminescence
Y Imai; T Shibata; S Maki; H Niwa; M Ohashi; T Hirano
責任著者, Journal of Photochemistry and Photobiology A-Chemistry, ELSEVIER SCIENCE SA, 146巻, 1-2号, 掲載ページ 95-107, 出版日 2001年12月, 査読付, 国際誌, To elucidate the ionic structure of the excited state of light-emitter coelenteramide in aequorin bioluminescence, the fluorescent properties of phenolate anions of coelenteramide analogues were investigated. Fluorescence of phenolate anion in non-polar solvents was observed by electronic excitation of a 1: 1 hydrogen-bonded complex of a coelenteramide analogue with a hydrogen-bond donor molecule such as n-butylamine. In polar solvents, the phenolate anion was directly generated using a base, and its fluorescence was studied. These results confirm that the singlet-excited state of phenolate anion of coelenteramide has an intramolecular CT character, and that its fluorescence emission wavelength changes depending upon solvent polarity. The fluoro-substituent effect on the fluorescent property of phenolate anions was also clarified to help in explaining the bioluminescent property of fluorinated semi-synthetic aequorin. These results consistently support the assignment that the phenolate anion is the ionic structure of the excited light-emitter in BFP during AQ bioluminescence. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Effect of solvent and hydrogen during selective hydrogenation
S Maki; Y Harada; R Matsui; M Okawa; T Hirano; H Niwa; M Koizumi; Y Nishiki; T Furuta; H Inoue; C Iwakura
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 42巻, 47号, 掲載ページ 8323-8327, 出版日 2001年11月, 査読付, 国際誌, Described is the solvent effect for the chemoselective hydrogenation of alkenes having a benzyloxy group (Bn-O-) using a hydrogenation system employing atomic hydrogen permeating through a Pd sheet electrode. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Hydrogenolysis-free hydrogenation by Pd black powder catalyst
S Maki; M Okawa; R Matsui; T Hirano; H Niwa
Synlett, GEORG THIEME VERLAG KG, 10号, 掲載ページ 1590-1592, 出版日 2001年10月, 査読付, 国際誌, A new general method of hydrogenolysis-free hydrogenation using a commercially available Pd black powder catalyst has developed.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Improved Syntheses of Watasenia Preluciferin (Coelenterazine) and Watasenia Luciferin (Coelenterazine Disulfate), and Site Specific Syntheses of the Coelenterazine Monosulfates
Kojima, S; Maki, S; Hirano, T; Ohashi, M; Tsuji, F. I; Niwa, H
ITE Letters, 3号, 掲載ページ 393-397, 出版日 2001年, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Facile Cleavage Reactions of Styrylic Olefins using Electrochemical Methods
Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano
Synlett, Georg Thieme Verlag KG, 12巻, 12号, 掲載ページ 1385-1386, 出版日 2000年12月31日, 査読付, Negative constant current electrolysis of styrylic olefins in an aqueous solvent resulted in the oxidative cleavage of the double bonds, giving carbonyl compounds in good yields. The double bond conjugated with more than one aromatic ring was selectively cleaved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Novel Dehydration Reaction of Neoanisatin and Transformation of Neoanisatin into Anisatin
Junko Yoshizawa; Kazuyoshi Obitsu; Shojiro Maki; Haruki Niwa; Takashi Hirano; Mamoru Ohashi
Synlett, Georg Thieme Verlag KG, 12巻, 12号, 掲載ページ 1387-1388, 出版日 2000年12月31日, 査読付, Reaction of neoanisatin with methyl oxalyl chloride in pyridine gave a novel dehydration product, from which anisatin was prepared.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Isoquinoline formation by a novel photochemical intermolecular cycloaddition of 1,1-diphenylethene derivatives to 1,4-dicyanobenzene
H Ishii; Y Imai; T Hirano; S Maki; H Niwa; M Ohashi
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 41巻, 33号, 掲載ページ 6467-6471, 出版日 2000年08月, 査読付, 国際誌, Phenanthrene-sensitized photoreaction of 1,1-diphenylethene (DPE) derivatives and 1,4-dicyanobenzene (DCNB) in benzene leads to a novel intermolecular cycloaddition to give isoquinoline derivatives as a novel synthetic method. The feasibility of this reaction was dependent upon the side chain structure of DPE derivatives, which would regulate the stability of radical cation DPE+. in a highly polar exciplex, and/or a contact radical ion pair, by hyperconjugation or neighboring group participation. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bioluminescence activity of Latia luciferin analogs
S Kojima; S Maki; T Hirano; Y Ohmiya; H Niwa
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 41巻, 22号, 掲載ページ 4409-4413, 出版日 2000年06月, 査読付, 国際誌, Latia luciferin analogs were synthesized and their bioluminescence activities were measured. The Latia luciferase was found to recognize strictly the 2,6,6-trimethylcyclohexene ring moiety in the luciferin structure. While the enol ether analogs exhibited no bioluminescence activity, the corresponding enol acetate analog possessed 60% activity compared to natural luciferin having an enol formate structure, implying that the initial step of the light producing reaction is an enzymatic hydrolysis to yield the corresponding enolate anion. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Supramolecular steric effects as the means of making reactive carbon radicals persistent. Quantitative characterization of the external surface of MFI zeolites through a persistent radical probe and a langmuir adsorption isotherm
T Hirano; W Li; L Abrams; PJ Krusic; MF Ottaviani; NJ Turro
Journal of Organic Chemistry, AMER CHEMICAL SOC, 65巻, 5号, 掲載ページ 1319-1330, 出版日 2000年03月, 査読付, 国際誌, The photochemistry of tetraphenylacetone (1) adsorbed on the external surface of a MFI zeolite (the sodium form of LZ-105) has been investigated in combination with computational chemistry, surface area measurements, EPR analysis, and classical adsorption isotherms. All of the methods are consistent with a supramolecular structural model in which 1 is first adsorbed strongly through intercalation of a single benzene ring into a hole on the LZ-105 external surface (site I) followed by a weaker binding to the external framework between the holes (site II) until a monolayer of 1 is formed. From both computational and surface area measurements, it is estimated that the site I holes. on the external surface will be filled at ca. 0.3-0.5 wt %/wt loading of 1/LZ-105, which corresponds to 6.5 x 10(18) (ca. 10(-5) mel) of holes or molecules of 1 adsorbed in holes per gram of zeolite. The supramolecular composition of ca. 0.3-0.5% of 1 on LZ-105 characterizes a "break point" for the photochemistry and the EPR measurements, since it represents the value for saturation of the site I holes with 1. These conclusions are supported quantitatively by experimental isotherms of the adsorption of 1 on LZ-105. Photolysis of 1 intercalated in the site I holes causes fragmentation into two isomeric supramolecular diphenylmethyl (DPM) radicals, one (DMP)(in) which is adsorbed into the internal surface and becomes strongly persistent (half-life of many weeks) and the other (DMP)(ex) which diffuses on-the external surface and rapidly dimerizes (less than a few minutes) to produce the radical-radical combination product tetraphenylethane (2). Photolysis of 1 adsorbed on the solid external surface produces two supramolecularly equivalent DPM radicals (DMP)(ex) that diffuse on the external surface and rapidly dimerize to produce 2, and do not produce persistent DPM radicals.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis, chemi- and bioluminescence properties, and photolysis of a coelenterazine analogue having a photoreactive azido group
JL Zheng; FQ Chen; T Hirano; Y Ohmiya; S Maki; H Niwa; M Ohashi
Bulletin of the Chemical Society of Japan, CHEMICAL SOC JAPAN, 73巻, 2号, 掲載ページ 465-469, 出版日 2000年02月, 査読付, 国際誌, A photoreactive analogue of coelenterazine having an azido group was synthesized. The analogue showed similar chemi- and bioluminescence properties to those of the natural coelenterazine. Photolysis of the analogue in the presence of diethylamine gave a derivative azepine as the major product.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Selective alkene hydrogenation with atomic hydrogen permeating through a Pd sheet electrode
S Maki; Y Harada; T Hirano; H Niwa; Y Yoshida; S Ogata; S Nakamatsu; H Inoue; C Iwakura
Synthetic Communications, TAYLOR & FRANCIS INC, 30巻, 19号, 掲載ページ 3575-3583, 出版日 2000年, 国際誌, Chemoselective hydrogenation of olefinic double bonds without concomitant hydrogenolysis of allylic and benzylic C-O linkages was performed successfully by the aid of active hydrogen permeated through a Pd sheet electrode.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A Spectroscopic Study of Diphenylmethyl Radicals and Diphenylmethyl Carbocations Stabilized by Zeolites (共著)
Jockusch, S; Hirano, T; Liu, Z; Turro, N. J
J. Phys. Chem. B, American Chemical Society, 104巻, 6号, 掲載ページ 1212-1216, 出版日 2000年, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Reversible oxygenation of a diphenylmethyl radical rendered supramolecularly persistent
T Hirano; W Li; L Abrams; PJ Krusic; MF Ottaviani; NJ Turro
Journal of the American Chemical Society, AMER CHEMICAL SOC, 121巻, 30号, 掲載ページ 7170-7171, 出版日 1999年08月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Reactivity and Π-Facial Selectivity of Nucleophile Addition to the Redical Cations of 7-Benzhydrylidenenorbornene Derivatives(共著)
Ishii, H; Shiina, S; Hirano, T; Niwa, H; Ohashi, M
Tetrahedron Lett., Elsevier, 40巻, 3号, 掲載ページ 523-526, 出版日 1999年01月, For correlating a homoconjugation structure of a radical cation to its reactivity with a nucleophile, the reactivity and pi-facial selectivity of CH3OH and H2O addition to the radical cations of 7-benzhydrylidenenorbornene derivatives generated by photoinduced electron transfer reactions were investigated. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Stereoselective tandem cyclization of 1,1-diphenyl-1,n-alkadienes via photoinduced electron transfer reaction
H Ishii; R Yamaoka; Y Imai; T Hirano; S Maki; H Niwa; D Hashizume; F Iwasaki; M Ohashi
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 39巻, 51号, 掲載ページ 9501-9504, 出版日 1998年12月, 査読付, 国際誌, The photoinduced electron transfer reaction of 1,1-diphenyl- 1,n-alkadienes in the presence of phenanthrene and 1,4-dicyanobenzene as a sensitizer and an electron acceptor, respectively gave intramolecular tandem cyclization products in highly stereocontrolled manner. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Bioluminescent properties of fluorinated semi-synthetic aequorins
T Hirano; Y Ohmiya; S Maki; H Niwa; M Ohashi
筆頭著者, Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 39巻, 31号, 掲載ページ 5541-5544, 出版日 1998年07月, 査読付, 国際誌, Bioluminescent properties of semi-synthetic aequorins containing coelenterazine analogues possessing fluoro group(s) on the 6-(4-hydroxyphenyl) group match the fluorescent behavior of the phenolate anions of the corresponding fluorinated coelenteramide analogues, indicating that the phenolate anion of coelenteramide is the light-emitter in aequorin bioluminescence. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A novel, stereoselective photo-Ritter reaction of 1,1-diphenyl-1,6-heptadiene via photoindnced electron transfer reaction
H Ishii; T Hirano; S Maki; H Niwa; M Ohashi
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 39巻, 18号, 掲載ページ 2791-2792, 出版日 1998年04月, 査読付, 国際誌, Irradiation of a wet acetonitrile nitrile solution of 1,1-diphenyl-1,6-heptadiene in the presence of 1,4-dicyanobenzene and phenanthrene provided cis-1-acetamido-3-(diphenylmethyl)cyclohexane in high yields with high stereoselectivity. Several examples leading to cis-1-acylamino-3-(diphenylmethyl)cyclohexanes were also described. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis of（±）-Isoitalicene using Electrolysis under Irradiation as a Key Step.
Yasuhiro Hrada; Shojiro Maki; Takashi Hirano; Haruki Niwa; Shosuke Yamamura
Synlett, Thieme, 12号, 掲載ページ 1313-1314, 出版日 1998年, 査読付, 国際誌, By utilizing electrolysis under irradiation, isoitalicene possessing a unique tricyclo [5.4.0.01,5] undec-8-ene skeleton was efficiently synthesized in high yield from a phenol derivative bearing an olefinic side chain.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Substituent effects on the chemiluminescent properties of coelenterazine analogues
R Saito; T Hirano; H Niwa; M Ohashi
Chemistry Letters, CHEMICAL SOC JAPAN, 1号, 掲載ページ 95-96, 出版日 1998年, 査読付, 国際誌, Chemiluminescence maxima and quantum yields sf coelenterazine analogues possessing a substituent R [= CF3, F, H, OCH3, OH, N(CH3)(2)] at the para-position on the 6-phenyl group were measured in DMSO, The result indicates that the variation of the electronic properties of R of these analogues caused the small change of the efficiency of chemical generation of a singlet excited light-emitter (Phi(S)).
研究論文（学術雑誌）, 英語 - FAB-CID Mass Spectrometry of Imidazolone Derivatives Related to the Chromophore of Aequorea Green Fluorescent Protein(共著)
Hiraki, T; Kubota, M; Hirano, T; Niwa, H; Ohashi, M
J. Mass Spectrom. Soc. Jpn., Mass Spectrometry Society of Japan, 46巻, 1号, 掲載ページ 37-43, 出版日 1998年, 査読付, 国際誌, Positive and negative ion fast atom bombardment tandem mass spectrometry (FAB-CID MS/MS) has established the fragmentation pattern of the 18 imidazolone derivatives which are related to the structure of the GFP (green fluorescent protein) chromophore in the jellyfish Aequorea bioluminescence. Ring cleavage of the C5-N1 and C2-N3 bonds is characteristics of these compounds, but for NH derivatives cleavage of the methylidene group as well as the C4-C5 and C2-N3 bonds also occurred in the positive ion mode, while ring cleavage of the C2-N3 and C4-C5 bonds occurred commonly in the negative ion mode. On the basis of the CID-MS/MS (collision induced dissociation tandem mass spectrometry) the structures of protonated molecules produced upon FAB are discussed.
When the structure of the fragment ion has a p-quinonoid moiety, distinct peaks due to radical anion species such as [M-H-CH3]-· are observed in their CID-MS/MS of parent anions [M-H]-, which seems to be characteristics of the conjugated p-hydroxyphenyl structures.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Facile cleavage reactions of styrylic olefins using electrochemical methods
S Maki; H Niwa; T Hirano
Synlett, GEORG THIEME VERLAG, 12号, 掲載ページ 1385-1386, 出版日 1997年12月, 査読付, 国際誌, Negative constant current electrolysis of styrylic olefins in an aqueous solvent resulted in the oxidative cleavage of the double bonds, giving carbonyl compounds in good yields. The double bond conjugated with more than one aromatic ring was selectively cleaved.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemi- and bioluminescence of coelenterazine analogues possessing an adamantylmethyl group
T Hirano; R Negishi; M Yamaguchi; FQ Chen; Y Ohmiya; FI Tsuji; M Ohashi
筆頭著者, Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 53巻, 38号, 掲載ページ 12903-12916, 出版日 1997年09月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, Coelenterazine analogues possessing the adamantylmethyl group at the C2 or C8 position were prepared to study their effects on chemi-and bioluminescence. Stability of the excited state coelenteramide analogues was significantly affected by the substitutions, resulting in a neutral amide emission of chemiluminescence in diglyme-acetate buffer and in a blue-shifted emission of bioluminescence in Tris-HCl buffer. Substitution of the adamantylmethyl group in the C8 position caused bioluminescence intensity to double. The 8-adamantylmethyl group may serve to orient the coelenterazine skeleton in a suitable position in the active site for efficient bioluminescence activity. Results with semi-synthetic AQs containing 8-adamantylmethyl analogues, and those of semi-synthetic AQs containing 2-benzyl and 2-methyl analogues, indicate that apoAQ and apoAQ C145,152,180S have the ability to recognize the C2 and C8 side-chains in coelenterazine during AQ regeneration. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Solvent and substituent effects on the fluorescent properties of coelenteramide analogues
R Saito; T Hirano; H Niwa; M Ohashi
Journal of the Chemical Society-Perkin Transactions 2, ROYAL SOC CHEMISTRY, 9号, 掲載ページ 1711-1716, 出版日 1997年09月, 査読付, 国際誌, Coelenteramide 1 is the light emitter in aequorin bioluminescence. To establish the fluorescent character of 1, the fluorescence properties of 1 and a series of its analogues, 3a-f, possessing a substituent R [= CF3, F, H, OCH3, OH, N(CH3)(2)] at the para-position on the 5-phenyl group have been investigated in solvents of various polarity. The fluorescence emission maxima of 1 and 3d-f, possessing an electron-donating group R [= OCH3, OH, N(CH3)(2)] shift to lower energy with increasing solvent polarity, while those of the analogues 3a-c (R = CF3, F, H) are independent of the solvent polarity. The linear correlation between the fluorescence maxima of 1 and 3d-f and the solvent polarity scales can be explained by formation of the singlet excited state with a charge-transfer (CT) character. The quantum yields of CT fluorescence of 1 and 3d-f have been found to be higher than those of 3a-c. These results indicate that the solvatochromic fluorescence of 1 originates from the CT excited state and the existence of an electron donating hydroxy group on the 5-phenyl group is essential for determining a wavelength and a high fluorescence quantum yield of aequorin bioluminescence.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Abnormal reactivity of anisatin and neoanisatin to samarium iodide hexamethylphosphorictriamide
K Obitsu; S Maki; H Niwa; T Hirano; M Ohashi
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 38巻, 23号, 掲載ページ 4111-4112, 出版日 1997年06月, 査読付, 国際誌, Reactions of anisatin and neoanisatin with SmI2 in the presence of HMPA give novel products having an oxaadamanthane skeleton accompanied by decarboxylation from the spiro beta-lactone functionality. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Mechanism of the redox reaction of the Aequorea green fluorescent protein (GFP)
S Kojima; T Hirano; H Niwa; M Ohashi; S Inouye; FL Tsuji
Tetrahedron Letters, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 38巻, 16号, 掲載ページ 2875-2878, 出版日 1997年04月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, A model compound, 4-(4-hydroxyphenyl)methylideneimidazol-5-one undergoes a reversible redox reaction identical to that of the Aequorea green fluorescent protein (GFP), strongly suggesting that the GFP chromophore is derived via the autoxidation of a nonfluorescent dihydro precursor in dihydro-GFP. (C) 1997 Elsevier Science Ltd.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Phytochrome Photochromism Probed by Site-Specific Mutations and Chromophore Esterification
Bhoo, S. H; Hirano, T; Jeong, H. G; Lee, J. G; Furuya, M; Song. P. S
J. Am. Chem. Soc., American Chemical Society, 119巻, 48号, 掲載ページ 11717-11718, 出版日 1997年, 査読付, 国際誌, 国際共著論文
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemical nature of the light emitter of the Aequorea green fluorescent protein
H Niwa; S Inouye; T Hirano; T Matsuno; S Kojima; M Kubota; M Ohashi; FI Tsuji
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, NATL ACAD SCIENCES, 93巻, 24号, 掲載ページ 13617-13622, 出版日 1996年11月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, The jellyfish Aequorea victoria possesses in the margin of its umbrella a green fluorescent protein (GFP, 27 kDa) that serves as the ultimate light emitter in the bioluminescence reaction of the animal, The protein is made up of 238 amino acid residues in a single polypeptide chain and produces a greenish fluorescence (lambda(max) = 508 nm) when irradiated with long ultraviolet light. The fluorescence is due to the presence of a chromophore consisting of an imidazolone ring, formed by a post-translational modification of the tripeptide -Ser(65)-Tyr(66)-Gly(67)-. GFP has been used extensively as a reporter protein for monitoring gene expression in eukaryotic and prokaryotic cells, but relatively little is known about the chemical mechanism by which fluorescence is produced, To obtain a better understanding of this problem, we studied a peptide fragment of GFP bearing the chromophore and a synthetic model compound of the chromophore, The results indicate that the GFP chromophore consists of an imidazolone ring structure and that the light emitter is the singlet excited state of the phenolate anion of the chromophore, Further, the light emission is highly dependent on the microenvironment around the chromophore and that inhibition of isomerization of the exo-methylene double bond of the chromophore accounts for its efficient light emission.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Shining the light: The mechanism of the bioluminescence reaction of calcium-binding photoproteins
Y Ohmiya; T Hirano
Chemistry & Biology, CURRENT BIOLOGY LTD, 3巻, 5号, 掲載ページ 337-347, 出版日 1996年05月, 査読付, 国際誌, The Ca2+-binding photoproteins from jellyfish have the unique ability to emit blue light in the presence of calcium ions but without molecular oxygen or any other cofactor. Although there is no crystallographic data on the structure of the photoprotein complex, structure-activity studies have elucidated many features of the complex and many aspects of the mechanism of the bioluminescence reaction.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - The structural origin of the color differences in the bioluminescence of firefly luciferase
Y Ohmiya; T Hirano; M Ohashi
FEBS Letters, ELSEVIER SCIENCE BV, 384巻, 1号, 掲載ページ 83-86, 出版日 1996年04月, 査読付, 国際誌, Six chimeric mutants between Hotaria parvula (lambda max=568 mm) and Pyrocoelia miyako (lambda max=550 nm) luciferases were reconstructed to determine the structural origin of the color differences in firefly luciferase. Based on light-emitting color, five chimeric luciferases could be divided into two groups: the three green-emitting mutants, classified as P. miyako luciferase, and the two yellow-emitting mutants, classified as H. parvula luciferase. Their common fragments between Val-209 and Ala-318 within each group contain the active site for the color differences.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Mass Spectrometric Investigation of Stracture of Intermediates in Acridine Chemilumiuescance (共著)
Matsuno, T; Hirano, T; Ohashi, M
Journal of Mass Spectrometry Society of Japan, The Mass Spectrometry Society of Japan, 44巻, 2号, 掲載ページ 175-181, 出版日 1996年, 査読付, 国際誌, Liquid secondary ionization mass spectra (LSIMS) of methylsulfate salts of phenyl, isopropyl, and methyl 10-methyl-acridinium-9-carboxylate were examined under chemiluminescent conditions. Under chemiluminescence conditions, oxygenated acrydinium ions [M + 16]+ were observed, whose structures were elucidated as 9-oxy derivatives on the basis of their fragmentation processes obtained by linked scanning at constant B/E. The oxygenated ions are probably derived from the mass spectrometric reaction of the hydroperoxy intermediates in the chemiluminescence proposed by McCapra.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - A Potential Photoaffinity Probe for Labelling the Active Site of Aequorin : A Photolabile Coelenterazine Analogue with A Triflusromethyl-diazine Group
Chen, F. Q; Zheng, J. L; Hirano, T; Niwa, H; Ohmiya, Y; Ohashi, M
Journal of Chemical Society, Perkin Transaction 1, ROYAL SOC CHEMISTRY, 17号, 掲載ページ 2129-2134, 出版日 1995年09月, 査読付, 国際誌, In order to clarify the active site of aequorin, we have: successfully synthesized a photolabile analogue of coelenterazine with a trifluoromethyldiazirine group as a photoaffinity probe. Our studies on the chemi- and bio-luminescence of this novel analogue indicate that its behaviour is almost identical with that of natural coelenterazine in terms of luminescence characteristics. Therefore, the analogue with the photolabile diazirine should be a useful photoaffinity label for probing the detailed structure of aequorin.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemi-and Bioluminescent Properties of Coelenterazine Analogues Possessing an Adamantyl Group
Hirano, T; Negishi, R; Yamaguchi, M; Chen, F. Q; Ohmiya, Y; Tsuji, F. I; Ohashi, M
筆頭著者, Journal of Chemical Society, Chemical Communications, ROYAL SOC CHEMISTRY, 13号, 掲載ページ 1335-1336, 出版日 1995年07月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, The chemi- and bio-luminescent properties of coelenterazine analogues processing either 2- or 8-adamantylmethyl groups are studied and it is found that the bioluminescent intensity of semi-synthetic AQ and AQC145, 152, 180S containing an 8-adamantylmethyl coelenterazine analogues is stronger than that of natural coelenterazine.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - FAB CID-MS/MS Characterization of Tetrasaccharide tri-and tetrasulbate Derived from the Antigenic Determinant Recognized by the Anti-chondroitin sulfate Monoclonal Antibody MO-225
Ii, T; Kubota, M; Hirano, T; Ohashi, M; Yoshida, K; Suzuki, S
Glycicinjugate Journal, CHAPMAN HALL LTD, 12巻, 3号, 掲載ページ 282-289, 出版日 1995年06月, 査読付, 国際誌, The fast atom bombardment (FAB) collision induced dissociation (CID)-mass spectometry/mass spectrometry (MS/MS) technique was successfully applied to characterize and identify the structures of the immunoreactive trisulfated and tetrasulfated tetrasaccharides that were obtained from the chondroitin sulfate in a shark fin using a treatment with chondroitinase ABC.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Negative-ion fast atom bombordment tandem mass spectrometry for characterization of sulfated unsaturated disaccharides from heparin and heparan sulfate
Ii, T; Kubota, M; Okuda, S; Hirano, T; Ohashi, M
Glycoconjugste Journal, CHAPMAN HALL LTD, 12巻, 2号, 掲載ページ 162-172, 出版日 1995年04月, 査読付, 国際誌, Negative-ion fast atom bombardment tandem mass spectrometry has been used in the characterization of non-, mono-, di- and trisulfated disaccharides from heparin and heparan sulfate. The positional isomers of the sulfate group of monosulfated disaccharides were distinguished from each other by negative-ion fast atom bombardment tandem mass spectra, which provide an easy way of identifying the positional isomers. This fast atom bombardment collision induced dissociation mass spectrometry/mass spectrometry technique was also applied successfully to the characterization of di- and trisulfated disaccharides.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Positive-ion fast atom bombordment tandem mass spectrometry for characterization of sulfated unsaturated disaccharides from heparin and heparan sulfate
Ii, T; Kubota, M; Okuda, S; Hirano, T; Ohashi, M
European Journal of Mass Spectrometry, IM PUBLICATIONS, 1巻, 1号, 掲載ページ 11-22, 出版日 1995年01月, 査読付, 国際誌, Positive-ion fast atom bombardment tandem mass spectrometry has been used in the characterization of non-, mono-, di- and trisulfated disaccharides from heparin and heparan sulfate, The positional isomers of sulfate groups of monosulfated disaccharides have been distinguished from each other by positive-ion fast atom bombardment tandem mass spectra, which provide an easy way of identifying the positional isomers. The fast atom bombardment collision-induced dissociation mass spectrometry/mass spectrometry technique was also applied successfully to the characterization of di- and trisulfated disaccharides.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Synthesis and Preliminary Chemi-and Bio-luminescence Studies of a novel Photolabile Coelenterazine Analogue with a Trifluoro methyl Diazirine Group
Chen, F. Q; Hirano, T; Hashizume, Y; Ohmiya, Y; Ohashi, M
Journal of Chemical Society, Chemical Communications, ROYAL SOC CHEMISTRY, 20号, 掲載ページ 2405-2406, 出版日 1994年10月, 査読付, 国際誌, A novel photolabile analogue of coelenterazine with a trifluoromethyl diazirine group is successfully synthesized for photoaffinity labelling of the active site of aequorin; preliminary studies on its chemi- and bio-luminescence demonstrate that the photolabile analogue shows the same luminescence properties and kinetics as those of natural coelenterazine and thus, it is deduced that both compounds occupy the same active site; of aequorin.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Tandem mass spectrometry for cheracterization of unsaturated disaccharides for chondroitin sulfate, dermatan sulfate and hyaluronan
Ii, T; Okuda, S; Hirano, T; Ohashi, M
Glycoconjugate Journal, CHAPMAN HALL LTD, 11巻, 2号, 掲載ページ 123-132, 出版日 1994年04月, 査読付, 国際誌, Fast atom bombardment tandem mass spectrometry has been used in the characterization of non-, mono-, di- and trisulfated disaccharides from chondroitin sulfate, dermatan sulfate and hyaluronan. The positional isomers of the sulfate group of mono- and disulfated disaccharides were distinguished from each other by both positive- and negative-ion fast atom bombardment tandem mass spectra, which gave sufficient information characteristic of the isomers. The anomeric isomers of nonsulfated disaccharides were characterized by the technique in the positive-ion mode. This fast atom bombardment collision induced dissociation mass spectrometry/mass spectrometry technique was also applied successfully to the characterization of trisulfated disaccharide.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Revision of the Structure of the Light-emitter in Aeguorin Bioluminescence
Hirano, T; Mizoguchi, I; Yamaguchi, M; Chen, F. Q; Ohashi, M; Ohmiya, Y; Tsuji, F. I
筆頭著者, Journal of Chemical Society, Chemical Communications, ROYAL SOC CHEMISTRY, 2号, 掲載ページ 165-167, 出版日 1994年01月, 査読付, 国際誌, 国際共著論文, The structure of the excited light-emitter in aequorin bioluminescence was assigned not to an amide anion of coelenteramide but to a phenolate anion on the basis of the luminescence of regenerated aequorin and of the fluorescence of regenerated blue fluorescent protein with coelenteramide analogues including N-methyl derivatives.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Mass Spectrometric Studies on Chemiluminescence of Coelenterate Luciferin Analoques
Hirano, T; Nishibuchi, S; Yoneda, M; Tujimoto, K; Ohashi, M
筆頭著者, Tetrahedron, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 49巻, 41号, 掲載ページ 9267-9276, 出版日 1993年10月, 査読付, 国際誌, Electron ionization (EI) and liquid secondary ionization mass spectra (LSIMS) of 30 coelenterazine analogues were examined by use of linked scanning at constant B/E and the fragmentation rules upon EI and LSIMS have been established. On the basis of these results the structures of intermediates in the chemiluminescence of these compounds have been deduced as monooxygenated compounds and the possible mechanisms of chemiluinescence of these compounds are discussed.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Secondary Ion Mass Spectrometry of Sugar Nucleotides
Ii, T; Okuda, S; Hirano, T; Tsujimoto, K; Ohashi, M
Organic Mass Spectrometry, JOHN WILEY & SONS LTD, 28巻, 2号, 掲載ページ 127-131, 出版日 1993年02月, 査読付, 国際誌, Secondary ion mass spectra of fifteen sugar nucleotide sodium salts were investigated. In the negative-ion mode, deprotonated free acid molecules, desodiated sodium salts and some structurally significant fragment ions were obtained. The linked scan at constant B/E gave information on the characteristics of the sugar, nucleosides and base moieties in the sugar nucleotides.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - 3-Benzyl-5-(4-hydroxyphenyl)-2-[4-(1-azi-2,2,2-tribluoroethyl) phenylacetamido] pyrazine, a Photoreactive Analogue of Coelenteramide, Synthesis and Photolysis
Chen, F. Q; Hirano, T; Ohashi, M; Nakayama, H; Oda, K; Machida, M
Chemistry Letters, CHEMICAL SOC JAPAN, 2号, 掲載ページ 287-290, 出版日 1993年02月, 査読付, 国際誌, A photoreactive analogue of coelenteramide (light emitting species in aequorin bioluminescence) has been synthesized for photoaffinity labeling studies of aequorin. Photolysis of this compound in methanol gave a formal OH insertion product in 62% yield without damage of the main skeleton of coelenteramide, indicating a potential use for mapping the coelenterazine binding site in aequorin.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Characterization of Positional and Anomeric Isomers of Methyl 2-0-and 3-0-Sulto-D-glucopyranosiduronic Acids and Methyl 2-0-and 3-0-Sulfo -D-glucopyranosides by Secondary Ion Mass Spectrometry
Ii, T; Okuda, S; Hirano, T; Tsujimoto, K; Ohashi, M
Oraganic Mass Spectrometry, 28号, 掲載ページ 789-794, 出版日 1993年, 査読付, 国際誌, Secondary ion mass spectrometry (SIMS) of anomeric pairs of methyl 2-O- and 3-O-sulfo-D-glucopyranosiduronic acids and methyl 2-O- and 3-O-sulfo-D-glucopyranosides show the deprotonated molecule in the negative-ion mode and ammoniated and sodiated molecules in the positive-ion mode. The four isomers were distinguished from each other by linked scanning at constant B/E in negative- and positive-ion SIMS, which gave information characteristic of the position of the sulfate group and even the configuration of the anomeric methoxy group. The main fragmentation processes correspond to the loss of methanol and the elimination of SO3.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Mass Spectrometry of Charge-transfer Complexes of 7,7', 8,8'-Tetracyano guinodimethome-π-Donor Systems
Kurono, S; Tani, T; Hirano, T; Tsujimoto, K; Ohashi, M
Organic Mass Spectrometry, JOHN WILEY & SONS LTD, 27巻, 12号, 掲載ページ 1365-1369, 出版日 1992年12月, 査読付, 国際誌, Electron impact (EI) ionization and positive and negative liquid secondary ion mass spectrometry (pLSIMS and nLSIMS) of eight charge-transfer complexes of 7,7',8,8'-tetracyanoquinodimethane (TCNQ)-aromatic systems and of the individual pi-donors and -acceptors was examined. The EI spectra exhibited the molecular ions of both the donor and the acceptor of each complex. The molecular ion of the pi-donor was observed in pLSIMS using m-nitrobenzyl alcohol (NBA) if its oxidation potential is lower than 1.2 V, but when the oxidation potential is higher than 1.9 V, no molecular ion was detected. On the other hand, nLSIMS exhibited the molecular ion of TCNQ in all cases. Participation of an excited state of NBA in the ionization process is suggested.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Photoinduced electron-transfer reaction of 7-benzhydrylidenenorbornene - Chemical capture of a radical cation intermediate with nonclassical cation character
T Hirano; S Shiina; M Ohashi
筆頭著者, Journal of the Chemical Society-Chemical Communications, ROYAL SOC CHEMISTRY, 21号, 掲載ページ 1544-1545, 出版日 1992年11月, 査読付, 国際誌, A photoinduced electron-transfer reaction of benzhydrylidenenorbornene 1 as an electron donor gives the radical cation 1+., which could be captured chemically by methanol or by the intramolecular hydroxy group, indicating the existence of a strong homoconjugative interaction between the exocyclic double bond and the C(2)-C(3) double bond.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Detection of molecule-ions of cyclodextrin inclusion complexes
S Kurono; T Hirano; K Tsujimoto; M Ohashi; M Yoneda; Y Ohkawa
Organic Mass Spectrometry, JOHN WILEY & SONS LTD, 27巻, 10号, 掲載ページ 1157-1160, 出版日 1992年10月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Chemiluminescence of coelenterazine analogues - structures of emitting species -
Takashi Hirano; Yasushiro Gomi; Tomoyuki Takahashi; Kennichi Kitahara; Chen Feng Qi; Iwao Mizoguchi; Soichiro Kyushin; Mamoru Ohashi
筆頭著者, Tetrahedron Letters, Elsevier BV, 33巻, 39号, 掲載ページ 5771-5774, 出版日 1992年09月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌） - Chemi- and bio-luminescence of coelenterazine analogues with phenyl homologues at the C-2 position
Chen Feng Qi; Yasushiro Gomi; Takashi Hirano; Mamoru Ohashi; Yoshihiro Ohmiya; Frederick I. Tsuji
Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1, Royal Society of Chemistry (RSC), 13号, 掲載ページ 1607-1607, 出版日 1992年07月, 査読付, 国際誌
研究論文（学術雑誌） - Inversion of the ground-state spin multiplicity by electron-withdrawing groups in trimethylenemethane derivatives generated photochemically from methylenequadricyclane derivatives
T Hirano; T Kumagai; T Miyashi; K Akiyama; Y Ikegami
筆頭著者, Journal of Organic Chemistry, AMER CHEMICAL SOC, 57巻, 3号, 掲載ページ 876-882, 出版日 1992年01月, 査読付, 国際誌, An inversion of the ground-state spin multiplicity of trimethylenemethane (TMM) by electron-withdrawing groups was investigated by EPR spectroscopy, for a series of TMMs 2b-g generated photochemically from methylenequadricyclanes 1b-g. Curie law analyses between 4 and 50 K proved the triplet ground states of the monophenyl derivative 2b and the monocyano derivatives 2c-d as well as that of the diphenyl derivative 2a. The dicarbomethoxy derivative 2e also exhibited the EPR signal, but the Curie plot was nonlinear and the signal disappeared irreversibly above 10K. The triplet ground state was inverted to the singlet by the carbomethoxy-cyano and dicyano substitutions, and 2f and 2g were EPR silent species similar to the singlet oxyallyl (OA) derivative 2h. The singlet ground state of 2g was demonstrated by its chemical behaviors which resemble those of 2h.
研究論文（学術雑誌）, 英語 - Novel photoreactions of benzhydrylidenequadricyclane and quadricyclanone: a new route to trimethylenemethane and oxyallyl derivatives
T Hirano; T Kumagai; T Miyashi; K Akiyama; Y Ikegami
筆頭著者, Journal of Organic Chemistry, AMER CHEMICAL SOC, 56巻, 5号, 掲載ページ 1907-1914, 出版日 1991年03月, 査読付, 国際誌, The irradiation of 3-benzhydrylidenequadricyclane (1) generated a trimethylenemethane (TMM) derivative, 3-benzhydrylidenebicyclo[3.2.0]hept-6-ene-2,4-diyl (3), which dimerized and could be chemically captured by molecular oxygen and acrylonitrile, but not by furan, methanol, or ethyl vinyl ether. The triplet nature of 3 was confirmed by EPR, emission, and absorption spectra. By contrast, the irradiation of quadricyclanone (2) generated the singlet oxyallyl (OA), 3-oxobicyclo[3.2.0]hept-6-ene-2,4-diyl (4) which could be captured by furan, methanol, and ethyl vinyl ether, but not by molecular oxygen or acrylonitrile, indicating the zwitterionic and electron-accepting nature of 4.
研究論文（学術雑誌）, 英語
MISC
- ホタルの発光する仕組み
平野 誉
岩波書店, 出版日 2024年05月01日, 科学（特集：魅惑の発光生物）, 94巻, 5号, 掲載ページ 453-457, 日本語, 査読付, 招待, 記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 国内誌 - 化学の本だな「”恐竜はホタルを見たか-発光生物が照らす進化の謎-”，大場裕一著」書評
平野 誉
責任著者, 生物発光研究の若手研究者である大場裕一先生の著書”恐竜はホタルを見たか-発光生物が照らす進化の謎-”の書評。, 化学同人, 出版日 2016年09月01日, 化学, 71巻, 9号, 掲載ページ 53-53, 日本語, 招待, 書評論文,書評,文献紹介等 - 化学発光と生物発光の基礎化学
平野 誉
責任著者, 化学発光と生物発光の反応機構の最新情報について、高校教員を対象とするわかりやすい内容にて総合的に解説した。, 日本化学会, 出版日 2016年08月20日, 化学と教育, 64巻, 8号, 掲載ページ 376-379, 日本語, 査読付, 招待, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国内誌, 0386-2151, 40020942041, AN10033386 - ホタル生物発光の化学：基礎と応用の最前線
平野 誉
責任著者, ホタル生物発光の化学的研究の基礎と応用について、著者らの研究も交えて最新の状況を解説した。, 光化学協会, 出版日 2015年04月20日, 光化学（光化学協会会誌）, 46巻, 1号, 掲載ページ 21-28, 日本語, 招待, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国内誌, 0913-4689, 40020462331, AN10131680 - バイオルミネッセンス化学の基礎と展開（特集／ルミネッセンス化学の最前線）
平野 誉
責任著者, 化学工業社, 出版日 2014年05月01日, 化学工業, 65巻, 5号, 掲載ページ 43-49, 日本語, 招待, 記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 0451-2014 - The reaction mechanism of calcium-activated photoprotein bioluminescence
Takashi Hirano
筆頭著者, Calcium-activated photoproteins are important and useful bioluminescent reagents for detecting the calcium ion (Ca2+) in biological systems. In conjunction with photon imaging technology, they can be used to observe Ca2+-related life processes in a living cell. To develop useful applications of calcium-activated photoproteins, we need to understand the molecular basis of the bioluminescence reaction. For this purpose, this review describes the oxygenation, chemiexcitation, and light emission processes of calcium-activated photoproteins in the bioluminescence reaction together with the fundamental chemistry of the luminous substrate, coelenterazine, based on recent results from mechanistic chemical studies of these primary processes. Finally, the whole reaction mechanism, including the active site structures of apoproteins, along with available information about the molecular mechanism and the crystallographic structures of calcium-activated photoproteins are summarized. © 2012 Bentham Science Publishers., Bentham Science Publishers B.V., 出版日 2012年, Current Pharmaceutical Biotechnology, 13巻, 14号, 掲載ページ 2551-2561, 英語, 査読付, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国際誌, 1873-4316, 84872531903 - 生物発光の分子メカニズムに学ぶ発光分子素子の設計
平野 誉
責任著者, 広信社, 出版日 2009年06月, 表面, 47巻, 6号, 掲載ページ 202-211, 日本語, 記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 国内誌, 0367-648X, 40016709422, AN00211091 - ウミホタルとオワンクラゲの生物発光：反応機構研究の新展開
平野 誉
出版日 2007年08月, 光化学（光化学協会誌）, 38巻, 2号, 掲載ページ 111-118, 日本語, 査読付, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国内誌 - 分子イメージング最前線～いま注目の論文「生物発光とナノテクの融合－生体内イメージングのための自家発光量子ドット」
平野 誉; 化学同人編集部
責任著者, 出版日 2007年04月, 別冊化学「分子イメージング－蛍光プローブが拓くライフサイエンスの未来」, 掲載ページ 89-91, 日本語, 記事・総説・解説・論説等（その他） - 生物発光分子系を基盤とする機能性色素化学：イミダゾピラジノンπ電子系の基礎化学と応用
平野 誉
責任著者, The imidazo [1, 2-a] pyrazin-3 (7H) -one (imidazopyrazinone) ring is a core structure of the luminescent substrates isolated from marine bioluminescent organisms, such as the crustacean Vargula (Cypridina) and the jellyfish Aequorea. To develop the bioluminescence chemistry, we revealed the unique π-electronic character of the imidazopyrazinone ring system on the basis of the pioneering study by Goto et al. In this article, we provide an overview of the fundamental chemistry of imidazopyrazinone including the molecular structure, aromaticity of the π-system, molecular orbital, solvatochromism, acid-base behavior, tautomerism, and electron-donating ability. Especially, the imidazopyrazinone π-system having a twitterionic character is sensitively affected by a microenvironment around molecules, to show a continuous absorption-spectral change. Therefore, imidazopyrazinones are useful as functional dyes to indicate a magnitude of an interaction with a microenvironment, such as a hydrogen bond and a Lewis acid-base interaction. We also describe applications of imidazopyrazinone derivatives as indicators for naked eye detection of the hydrogen-bond donor strength of a solvent molecule, the Lewis acidity of a metal ion, and a hydrophobic interaction with a protein., The Society of Synthetic Organic Chemistry, Japan, 出版日 2006年10月, 有機合成化学協会誌, 64巻, 10号, 掲載ページ 1062-1072, 日本語, 査読付, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国内誌, 0037-9980, 10018311691, AN0024521X - Luciferin chiral selectivity divides action mode of firefly luciferase: L-selective coenzyme A ligation and D-selective bioluminescence.
Mitsuhiro Nakamura; Shojiro Maki; Yoshiharu Amano; Yutaka Ohkita; Kazuki Niwa; Takashi Hirano; Yoshihiro Ohmiya; Haruki Niwa
出版日 2005年06月, Biochemical and Biophysical Research Communications, 331巻, 掲載ページ 471-475 - 生物発光研究からの分子素子開発の展望（特集／分子エレクトロニクスの展望）
平野 誉
責任著者, 化学工業社, 出版日 2001年08月01日, 化学工業, 52巻, 8号, 掲載ページ 622-627, 日本語, 招待, 記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 国内誌, 0451-2014, 40000415838, AN00037245 - 部位特異的変異法
大橋 守; 平野 誉
出版日 1996年07月01日, 有機合成化学協会誌, 54巻, 7号, 掲載ページ 623-623, 日本語, 0037-9980, 10001840461, AN0024521X - オワンクラゲ生物発光の分子過程-化学発光・生物発光における励起分子生成機構(共著)
平野 誉; 大橋 守
出版日 1996年, 有機合成化学協会誌, 54巻, 7号, 掲載ページ 596-606, 日本語, 記事・総説・解説・論説等（その他） - 生物発光と化学発光の分子機構
平野 誉; 大橋 守
筆頭著者, 出版日 1993年, 化学と生物, 31巻, 3号, 掲載ページ 195-200, 日本語, 査読付, 記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 国内誌
書籍等出版物
- Soft Crystals - Flexible Response Systems with High Structural Order (The Materials Research Society Series)
Hirano, T; Matsuhashi, C
英語, 分担執筆, Soft Crystal Chemiluminescence Systems Using Organic Peroxides, 265, 155-177, Springer Singapore, 出版日 2023年03月27日, 査読付, ISBN 9789819902606 - CSJ Current Review 36, 「生体分子反応を制御する－化学的手法による機構と反応場の解明」
日本化学会編; 執筆者の一人として
学術書, 日本語, 分担執筆, ”10章 生物発光反応の制御方法” 担当, 212, 101-106, 化学同人, 出版日 2020年03月30日, 査読付, ISBN 9784759813968 - 光化学フロンティア－未来材料を生む有機光化学の基礎
水野一彦; 宮坂 博; 池田 浩; 編
学術書, 日本語, 分担執筆, 第１５章 光生命科学, 400, 349-362, 化学同人, 出版日 2018年12月30日, 査読付, ISBN 9784759814194 - 光と生命の事典
日本光生物学協会; 光と生命の事典; 編集委員会; 編(執筆者の一人として
事典・辞書, 日本語, 分担執筆, 194「光殺菌作用」, 朝倉書店, 出版日 2016年02月25日, ISBN 9784254171617 - 有機合成実験法ハンドブック 第2版
有機合成化学協会編集; 中井武編集代表; 執筆者の一人として
事典・辞書, 日本語, 分担執筆, 色素増感酸素酸化反応とその応用, 丸善, 出版日 2015年11月28日, ISBN 9784621089484 - 光化学の事典
光化学協会; 執筆者の一人として参加; 光化学の事典編集委員会
事典・辞書, 日本語, 分担執筆, ８章「光と生物・生化学」、8.1「生物の光吸収、蛍光と発光」、「⑤ルシフェリン」316-317頁, 朝倉書店, 出版日 2014年06月01日, ISBN 9784254140965 - Proceedings of the 15th International Symposium on Bioluminescence and Chemiluminescence: Light Emission: Biology and Scientific Applications
T. Hirano; H. Ohba; Y. Takahashi; S. Maki; S. Kojima; H. Ikeda; H. Niwa
英語, 共著, Chemiexcitation Mechanism for Cypridina (Vargula) and Aequorea Bioluminescence, 19-22, World Scientific, 出版日 2008年12月, 査読付 - Proceedings of the 14th International Symposium on Bioluminescence and Chemiluminescence: Chemistry, Biology and Applications
T. Hirano; Y. Takahashi; H. Kondo; H. Ikeda; S. Maki; H. Niwa
英語, 共著, Mechanistic Study on the Cypridina (Vargula) Bioluminescence Reaction, 11-14, World Scientific, 出版日 2007年, 査読付 - Bioluminescence & Chemiluminescence Progress and Perspectives
T. Hirano; S. Nakai; T. Sekiguchi; S. Fujio; S. Maki; H. Niwa
英語, 共著, Development of the Chemistry of the Imidazopyrazinone-bioluminescence System: From the Bio- and chemiluminescence Mechanism to a Design of Sensor Molecules, 117-120, World Scientific, 出版日 2005年03月, 査読付 - Bioluminescence & Chemiluminescence Progeress and Perspectives
R. Saito; N. Suga; A. Katoh; S. Maki; T. Hirano; H. Niwa
英語, 共著, 6,8-Diarylimidazo[1,2-a]pyrazin-3(7H)-ones as potential chemiluminescent pH/superoxide double sensors, 335-338, World Scientific, 出版日 2005年03月, 査読付 - 生物発光・化学発光の分子過程／季刊化学総説「光化学の基礎と最先端研究」
平野 誉; 大橋 守
学術書, 日本語, 共著, 日本化学会編，学会出版センター, 出版日 1998年06月
講演・口頭発表等
- Mechanistic study on the firefly bioluminescence reaction based on photochemistry
Takashi Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 31st International Conference on Photochemistry (ICP2023), 招待
発表日 2023年07月24日
開催期間 2023年07月23日- 2023年07月28日 - 有機光化学で迫る生物発光と化学発光：ホタルからソフトクリスタルへ
平野 誉
口頭発表（基調）, 日本語, 2022年度有機光化学研究会, 招待, 有機光化学研究会実行委員会, 宮城郡松島町, 本学で研究する生物発光と化学発光の研究の面白さと全体の成果を歴史的背景も含めて解説した。, 国内会議
発表日 2023年02月19日
開催期間 2023年02月19日- 2023年02月20日 - ソフトクリスタル化学発光系で築く結晶化学反応の学理
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 新学術領域研究ソフトクリスタル第８回公開シンポジウム資料集, 招待, 新学術領域研究ソフトクリスタル, 関西学院大学西宮上ヶ原キャンパス, 新学術領域研究の成果をまとめて発表した, 国内会議
発表日 2022年03月11日
開催期間 2022年03月11日 - Thermal Reaction-induced Phenomena in Soft Crystals Found with 1,2-Dioxetane Chemiluminescence
C. Matsuhashi; H. Oyama; H. Uekusa; H. Fujisawa; M. Ryu; J. Morikawa; A. Sato-Tomita; K. Ichiyanagi; T. Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, 3rd International Symposium on Soft Crystals jointed with 4th Internal Symposium on Photofunctional Chemistry of Complex Systems and IIS U Tokyo Symposium, 招待, The Photofunctional Complexes Research Association Japan & SOFT CRYSTALS: Science and Photo Functions of Flexible Response Systems with High Order, Hawaii & Online, https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/amc/ISPCCS/invited.html, 光機能を有する化合物とその結晶材料に関する国際会議にて、結晶化学発光に関する招待講演を行った。, 国際会議
発表日 2021年12月13日 - A Soft-Crystal Chemiluminescence System: Luminescence Property of Adamantylideneadamantane 1,2-Dioxetanes Conjugated with a Fluorophore
C. Matsuhashi; H. Uekusa; K. Ichiyanagi; A. Sato-Tomita; M. Ryu; J. Morikawa; S. Maki; T. Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, 239th ECS meeting with the 18th International Meeting on Chemical Sensors (IMCS), 招待, The Electrochemical Society, Digital Meeting, https://www.electrochem.org/239, Soft Crystal のテーマによるシンポジウムにて、特任研究員の松橋氏が結晶化学発光の最新成果を招待講演で報告した。, 国際会議
発表日 2021年06月02日 - Study on Soft-Crystal Chemiluminescence, a Solid-State Chemistry to Support Devise Development
T. Hirano; C. Matsuhashi; F. Koura; S. Maki; H. Uekusa; A. Sato-Tomita; K. Ichiyanagi; M. Ryu; J. Morikawa
口頭発表（招待・特別）, 英語, 239th ECS meeting with the 18th International Meeting on Chemical Sensors (IMCS), 招待, The Electrochemical Society, Digital Meeting, https://www.electrochem.org/239, Soft Crystal のテーマによるシンポジウムにて、結晶化学発光の最新情報を招待講演で報告した。, 国際会議
発表日 2021年06月02日 - ソフトクリスタル化学発光系による可視化で捉えた結晶内反応の特徴
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 新学術領域研究ソフトクリスタル第６回公開シンポジウム資料集, 招待, 新学術領域研究ソフトクリスタル, オンライン開催, https://www.softcrystal.org/event/3606, 結晶内での化学発光反応により、光検出で結晶内の反応解析が可能となったことを解説した。, 国内会議
発表日 2021年01月22日 - ソフトクリスタル化学発光系の創製：結晶内反応の可視化による評価
平野 誉
シンポジウム・ワークショップパネル（指名）, 日本語, 新学術領域研究ソフトクリスタル第5回公開シンポジウム資料集, 招待, 新学術領域研究ソフトクリスタル, 千葉大学工学系総合研究棟, https://www.softcrystal.org/event/2660, 新学術領域研究の計画班として進めている研究の最新データに基づく講演を行った。特に、結晶内反応の可視化の重要性を示した。, 国内会議
発表日 2020年01月31日 - Recent Advances in Fundamental Chemistry of Bio- and chemiluminescence
Takashi Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, International Symposium on Circularly Polarized Luminescence and the Related Phenomena, 招待, Professor Ken-ichi Sugiura, Tokyo Metropolitan University, Tokyo Metropolitan University, Akihabara Satellite Campus, https://www.kitasato-u.ac.jp/sci/resea/kagaku/HP_kinou/cpl_2019/index.html, 研究例が急激に増えつつあり、国内の研究が世界をリードする円偏光発光（CPL）の研究者が集まり、情報交換の場を作るために開催された。CPLの関連現象として、生物・化学発光の関心を集めた。, 国際会議
発表日 2019年11月29日 - Oxygenation Model Reactions of the Firefly Bioluminescence
S. Ito; S. Maki; T. Hirano
ポスター発表, 英語, Collected Abstract of The Irago Conference 2019, UEC, Chofu, Tokyo, http://iragoconference.jp/archives/2019, ホタル生物発光の酸素化反応機構を解明した。, 国際会議
発表日 2019年10月29日 - Color Modulation in the Firefly Bioluminescence: Mechanism Elucidation Based on the Fluorescence Property of the Enol-form of Oxyluciferins
S. Hiraga; M. Yamaji; S. Maki; T. Hirano
ポスター発表, 英語, Collected Abstract of The Irago Conference 2019, UEC, Chofu, Tokyo, http://iragoconference.jp/archives/2019, ホタル生物発光の発光色制御機構を解明した。, 国際会議
発表日 2019年10月29日 - Crystalline-state Chemiluminescence of 1,2-Dioxetanes with an Phenacene Side Chain
K. Ishitani; C. Matsuhashi; M. Yamaji; H. Uekusa; S. Maki; T. Hirano
ポスター発表, 英語, Collected Abstract of The Irago Conference 2019, UEC, Chofu, Tokyo, http://iragoconference.jp/archives/2019, 結晶状態の化学発光特性について新しい発光挙動を見出した。, 国際会議
発表日 2019年10月29日 - 色素連結型アダマンチリデンアダマンタン系ジオキセタンの結晶状態での化学発光特性の評価
松橋千尋; 植草秀裕; 佐藤文菜; 牧昌次郎; 平野 誉
口頭発表（一般）, 日本語, 2019年光化学討論会講演要旨集, 光化学協会, 名古屋大, https://photochemistry.jp/2019/gaiyou.html, 異性体で発光特性の異なる結晶化学発光機構を解明した。, 国内会議
発表日 2019年09月12日 - アクリジン系1,2-ジオキセタン誘導体の結晶状態での化学発光特性
小浦史也; 松橋千尋; 植草秀裕; 牧昌次郎; 平野 誉
ポスター発表, 日本語, 2019年光化学討論会講演要旨集, 光化学協会, 名古屋大, https://photochemistry.jp/2019/gaiyou.html, 反応進行で発光波長の変化する結晶化学発光系を見出した。, 国内会議
発表日 2019年09月12日 - フェナセン側鎖を有する1,2-ジオキセタンの結晶状態での化学発光：エネルギー移動型発光特性の評価
石谷 薫; 松橋千尋; 山路 稔; 植草秀裕; 平野 誉
ポスター発表, 日本語, 2019年光化学討論会講演要旨集, 光化学協会, 名古屋大, https://photochemistry.jp/2019/gaiyou.html, 結晶の作製条件で発光挙動が異なる結晶化学発光系を見出した。, 国内会議
発表日 2019年09月12日 - ルシフェリン構造改変に基づくホタル生物発光の反応機構解明
伊藤真一; 牧昌次郎; 平野 誉
ポスター発表, 日本語, 2019年光化学討論会講演要旨集, 光化学協会, 名古屋大, https://photochemistry.jp/2019/gaiyou.html, ホタル生物発光の酸素化反応機構を解明した。, 国内会議
発表日 2019年09月12日 - ホタル発光系の波長制御機構研究：エノール型発光体の蛍光特性評価
平賀詩織; 山路 稔; 牧昌次郎; 平野 誉
ポスター発表, 日本語, 2019年光化学討論会講演要旨集, 光化学協会, 名古屋大, https://photochemistry.jp/2019/gaiyou.html, ホタル生物発光の発光波長制御機構を解明した。, 国内会議
発表日 2019年09月12日 - A Soft Crystal Chemiluminescence System: Chemiluminescence Property of 1,2-Dioxetanes with a Phenacene Side-chain in the Crystalline-state,
Kaoru Ishitani; Chihiro Matsuhashi; Minoru Yamaji; Hidehiro Uekusa; Takashi Hirano
ポスター発表, 英語, The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC2019), Abstract, Soft Crystal Project, Narita, Chiba, http://softcrystal.net/preISPPCC/, 結晶状態でのエネルギー移動型化学発光特性を見出した。, 国際会議
発表日 2019年07月12日 - Crystalline-state Chemiluminescence Property of Adamantylideneadamantane 1,2-Dioxetanes with a Conjugated Fluorophore
Chihiro Matsuhashi; Hidehiro Uekusa; Ayana Sato-Tomita; Shojiro Maki; Takashi Hirano
ポスター発表, 英語, The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC2019), Abstract, Soft Crystal Project, Narita, Chiba, http://softcrystal.net/preISPPCC/, 異性体で異なる化学発光特性を示す結晶化学発光機構を解明した。, 国際会議
発表日 2019年07月12日 - Crystalline-state Chemiluminescence Properties of 1,2-Dioxetane Derivatives with a Acridine Moiety
Fumiya Koura; Chihiro Matsuhashi; Hidehiro Uekusa; Shojiro Maki; Takashi Hirano
ポスター発表, 英語, The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC2019), Abstract, Soft Crystal Project, Narita, Chiba, http://softcrystal.net/preISPPCC/, 反応進行で発光色が変化する結晶化学発光特性を見出した。, 国際会議
発表日 2019年07月12日 - Seeing Chemical Reactions in Soft Crystals: Crystalline-state Chemiluminescence Properties of 1,2-Dioxetane Derivatives
Takashi Hirano; Chihiro Matsuhashi; Kaoru Ishitani; Fumiya Koura; Shun Azuma; Shojiro Maki; Hidehiro Uekusa; Ayana Sato-Tomita; Minoru Yamaji
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 2nd International Symposium on Soft Crystals (Pre-symposium of ISPPCC2019), 招待, 新学術領域研究「ソフトクリスタル」, 成田, http://softcrystal.net/preISPPCC/, ソフトクリスタル化学発光系の構築について、最新の研究成果を報告した。, 国際会議
発表日 2019年07月12日 - ソフトクリスタル化学発光系の創製：ジオキセタン系の固相化学発光
平野 誉
シンポジウム・ワークショップパネル（指名）, 日本語, 新学術領域研究ソフトクリスタル第3回公開シンポジウム資料集, 招待, 文部科学省科研費「ソフトクリスタル」, 龍谷大学響都ホール校友会館, 新学術領域研究の研究班として、最新の研究成果を研究背景と共に解説した。, 国内会議
発表日 2019年02月01日 - 反応機構で考える生物・化学発光
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 生物発光化学発光研究会第３３回学術講演会：未来を照らす発光研究, 招待, 生物発光化学発光研究会, 東邦大学習志野キャンパス, 電通大で取り組んできた生物・化学発光の分子メカニズムの研究をまとめて解説する。, 国内会議
発表日 2017年10月21日 - Study on the color modulation mechanism of firefly bioluminescence with an amine substituent effect of luciferin and oxyluciferin
M. Kakiuchi; M. Yamaji; S. Maki; T. Hirano
口頭発表（一般）, 英語, The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015), BIOL: Luciferin/Luciferase Engineering (#410), Abstract, Pacific Basin Societies of Chemistry, Hawaii, USA, http://www.pacifichem.org/, ホタル生物発光に関わるルシフェリンとオキシルシフェリンの発光特性の光化学的解析の成果発表を行った。, 国際会議
発表日 2016年12月16日 - The Color Modulation Mechanism in Beetle Bioluminescence Based on Photochemical Evaluations of the Luminescent Properties
T. Hirano; M. Kakiuchi; T. Matsuhashi; S. Maki; M. Yamaji; V. R. Viviani
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 19th International Symposium on Bioluminescence & Chemiluminescence (ISBC2016), 招待, International Society of Bioluminescence & Chemiluminescence, つくば市, http://isbc2016.com/, ホタル生物発光の波長制御機構について、分子論の最新データを紹介しながら議論した。, 国際会議
発表日 2016年06月01日 - Design of Heterocyclic Fluorophores Based on a Bioluminescence Light-emitter
T. Hirano; T. Nakagawa; Y. Suzuki; S. Maki; M. Yamaji
口頭発表（一般）, 英語, The 26th IUPAC Symposium on Photochemistry (2016 IUPAC Photochem), IUPAC, 大阪府, http://web.apollon.nta.co.jp/iupac2016/, 生物発光体の分子構造に基づく蛍光色素開発について成果発表を行った。, 国際会議
発表日 2016年04月05日 - Characterization of the luciferase active site for the color modulation mechanism in firefly bioluminescence
T. Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015) BIOL: Luciferin/Luciferase Engineering (#410), Abstract, BIOL 253, 招待, Pacific Basin Societies of Chemistry, Hawaii, USA, http://www.pacifichem.org/, ホタル生物発光の波長制御を行う酵素機能に関する成果発表を行った。, 国際会議
発表日 2015年12月16日 - Excited singlet states of firefly light-emitter analogs in luciferase supramolecular environments
T. Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2015), ORGN: Molecular and Supramolecular Photochemistry (#71), Abstract, ORGN 117, 招待, Pacific Basin Societies of Chemistry, Hawaii, USA, http://www.pacifichem.org/, ホタル生物発光の波長制御機構の光化学的知見に関する成果発表を行った。, 国際会議
発表日 2015年12月15日 - ホタル生物発光の化学：基礎と応用の最前線
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 平成27年度TIMS研究交流会, 招待, 筑波大学, つくば市, http://www.tims.tsukuba.ac.jp/index_j.html, 先端材料研究に関するシンポジウムで、生物発光材料の先端研究について、自身の成果も盛り込みながら解説した。, 国内会議
発表日 2015年07月24日 - ホタル生物発光の化学：基礎と応用の最前線
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 平成27年度TIMS研究交流会, 招待, 筑波大学, つくば市, 先端材料研究に関するシンポジウムで、生物発光材料の先端研究について、自身の成果も盛り込みながら解説した。, 国内会議
発表日 2015年07月24日 - Color modulation mechanism of firefly (beetle) bioluminescence: an organic photochemistry approach with a substituent effect
T. Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, 2nd DYCE-ASIA Workshop/ISSP International Workshop on “Life Science and Photonics”, Abstract, pp. 23−24, 招待, 東京大学, 柏市, 生物発光の最新データについて議論する本ワークショップで、ホタル発光の発光色制御機構に関する最新の成果発表を行った。, 国際会議
発表日 2013年12月18日 - A Photochemical Aspect of Color Modulation Mechanism of Firefly (Beetle) Bioluminescence
Takashi Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, The 5th Asia and Oceania Conference for Photobiology, The Japanese Photochemistry Association, Nara, Japan, 国際会議
発表日 2011年08月 - ウミホタルルシフェリンアナログの化学発光特性制御
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第７回バイオオプティクス研究会理研シンポジウム「蛍光相関分光と情報伝達（７）」合同シンポジウムプログラム, バイオオプティクス研究会
発表日 2010年12月 - 発光分析のための生物発光色制御：ホタルの基本原理
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第６回バイオオプティクス研究会講演会, バイオオプティクス研究会
発表日 2009年12月 - ホタルの仲間の生物発光色制御メカニズム
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第26回学術講演会抄録集（電気通信大学）, p. 12-13, 生物発光化学発光研究会
発表日 2009年06月 - 生物発光に学ぶ化学発光の高性能化
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第５回バイオオプティクス研究会講演会, バイオオプティクス研究会
発表日 2008年12月 - Reaction mechanism of the imidazopyrazinone-bioluminescent system
Takashi Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, 2007 Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience (2007-KJFP), Korean Society of Photoscience & The Japanese Photochemistry Association, Gyeongju, Korea, 国際会議
発表日 2007年11月 - Electron-transfer oxygenation mechanism in the imidazopyrazinone bioluminescence
Takashi Hirano
口頭発表（招待・特別）, 英語, 2nd International Symposium on Organic Electron Transfer Chemistry (ISOETC-2007), Organizing Committee of ISOETC-2007, Yokohakma, JAPAN, 国際会議
発表日 2007年01月 - 生物発光の分子機構：ウミホタルの高性能発光について
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第３回バイオオプティクス研究会―バイオとオプティクスの融合―講演会, バイオオプティクス研究会
発表日 2006年10月 - 生物発光の分子メカニズムと発光分子素子の設計指針
平野 誉
その他, 日本語, 千葉大学化学セミナー, 千葉大学工学部共生応用化学科
発表日 2006年03月 - 生物発光に学ぶ色素センサー分子の開発
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第２回バイオオプティクス研究会―バイオとオプティクスの融合―講演会, バイオオプティクス研究会
発表日 2005年10月 - 生物発光の分子メカニズムと発光分子素子の設計指針
平野 誉
シンポジウム・ワークショップパネル（公募）, 日本語, 第7回分子ダイナミック分光ワークショップ, 光科学技術研究振興財団 第7回分子ダイナミック分光ワークショップ講演要旨集, 浜松
発表日 2005年07月 - Development of the Chemistry of the Imidazopyrazinone-bioluminescence System: From the Bio- and chemiluminescence Mechanism to a Design of Sensor Molecules
T. Hirano; S. Nakai; T. Sekiguchi; S. Fujio; S. Maki; H. Niwa
口頭発表（招待・特別）, 英語, 13th International Symposium on Bioluminescence and Chemiluminescence, The International Society for Bioluminescence and Chemiluminescence, Yokohama, 国際会議
発表日 2004年08月 - 生物発光に学ぶ発光分子素子の設計指針
平野 誉
口頭発表（招待・特別）, 日本語, 第１回バイオオプティクス研究会―バイオとオプティクスの融合―講演会, バイオオプティクス研究会
発表日 2003年09月 - 工業的触媒反応を指向した高選択性パラジウム材料の開発
牧昌次郎; 松井 良; 原田靖裕; 平野 誉; 丹羽 治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 第42回有機合成化学関東支部新潟（長岡）シンポジウム（新潟）会（東京）,講演予稿集，(2001.11.23)
発表日 2001年11月 - ギンコライドＢの全合成研究
小櫃和義; 牧井利通; 橋爪良信; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 第43回天然有機化合物討論会（大阪）,講要旨集，2001.10.2～4)
発表日 2001年10月 - フェニル置換イミダゾピラジノン誘導体のソルバトクロミズム
藤尾俊介; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 平野 誉
口頭発表（一般）, 日本語, 2001年光化学討論会（金沢）,講演予稿集，(2001.9.10)
発表日 2001年09月 - イミダゾピラジノン誘導体の金属イオン認識特性
関口卓志; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 平野 誉
口頭発表（一般）, 日本語, 2001年光化学討論会（金沢）,講演予稿集，(2001.9.10)
発表日 2001年09月 - ギンコライドＢの全合成研究
牧井利通; 小櫃和義; 橋爪良信; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第80秋季年会（千葉）,講演予稿集，(2001.9.20～22)
発表日 2001年09月 - 工業的触媒反応を指向した高選択性パラジウム材料の開発
牧 昌次郎; 大川万季子; 松井 良; 原田靖裕; 平野 誉; 丹羽 治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 2001年電気化学秋季大会（東京）,講演予稿集，(2001.9.20～22)
発表日 2001年09月 - Development of Hydrogenolysis-free Hydrogenation Selective Pd black Catalyst Deposited on Pd Sheet
Shojiro Maki; Makiko Okawa; Ryo Matsui; Takashi Hirano; Haruki Niwa
英語, International Symposium on Integrated Synthesis 2001 (ISIS-2001) (Kyoto, Japan), Abstract, 25-26
発表日 2001年06月
開催期間 2001年06月19日- 2001年06月20日 - ラチア生物発光の分子機構; 発光反応生成物の構造解析
松井 良; 林 明生; 中井俊一郎; 小島 哲; 近江谷克裕; 伊藤喜之; 大橋陽子; 牧昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 生物発光・化学発光研究会 第20回学術講演会：抄録集，(2001.6.9)
発表日 2001年06月 - 電極反応を用いたスチリルオレフィン選択的酸化開裂反応
牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽 治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 第25回エレクトロオーガニックケミストリー討論会（京都市）講演予稿集，(2001.6.18/19)
発表日 2001年06月 - ＦＡＤおよび,ＦＭＮおよびリボフラビンのＭＡＬＤＩ,ＦＡＢおよびＥＳＩスペクトル：生体における酸化還元との類似性
伊藤善之; 林 明生; 吉原淳郎; 大橋陽子; 渋江俊道; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 第49回質量分析総合討論会（東京）,講演要旨集，(2001.6.27)
発表日 2001年06月 - Mass Spectrometric Characterization of FAD, FMN and Riboflavin: Analogy to the Biological Redox Reaction
Yoshiyuki Ito; Yoko Ohashi; Akio Hayashi; Toshimichi Shibue; Shojiro Maki; Takashi Hirano; Haruki Niwa
英語, The 49th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics (Chicago, IL); Abstract
発表日 2001年05月
開催期間 2001年05月27日- 2001年05月31日 - ラチアルシフェラーゼの生成とその性質
小島 哲; 鈴木智恵; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 近江谷克裕
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第79春季年会（兵庫,神戸）,講演予稿集ＩＩ，(2001.3.28)
発表日 2001年03月 - マススペクトロメトリーにおけるＦＡＤおよび関連化合物の２段階１電子還元反応
伊藤善之; 林 明生; 吉原淳郎; 大橋陽子; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第79春季年会（兵庫,神戸）,講演予稿集ＩＩ，(2001.3,28)
発表日 2001年03月 - エクオリン生物発光におけるエミッターの構造決定：セレンテラミドフェノレートアニオンの蛍光特性
今井祐子; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第79春季年会（兵庫,神戸）,講演予稿集ＩＩ，(2001.3.28)
発表日 2001年03月 - ギンコライドＢの全合成研究
小櫃和義; 牧井利通; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第79春季年会（兵庫,神戸）,講演予稿集ＩＩ，(2001.3.28)
発表日 2001年03月 - 水素添加反応を選択的に行うパラジウム触媒の開発
大川万季子; 松井 良; 原田靖裕; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第79春季年会（兵庫,神戸）,予稿集ＩＩ，(2001.3.30)
発表日 2001年03月 - パラジウム触媒を用いた，選択的水素添加反応の開発
大川万季子; 松井 良; 原田靖裕; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 小泉 恵; 錦 善則; 井上博史; 岩倉千秋
口頭発表（一般）, 第20回メディシナルケミストリーシンポジウム／第９回日本薬学会医薬化学部会年回（調布，東京），講演予稿集
発表日 2000年12月 - ラチア生物発光の分子基盤
小島 哲; 鍋谷卓司; 伊藤喜之; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 鈴木知恵; 近江谷克裕; 絹見朋也
口頭発表（一般）, 第42回天然有機化合物討論会（宜野湾，沖縄），講演要旨集
発表日 2000年11月 - 発光貝ラチアルシフェラーゼの精製と活性発現について：第73回日本生化学大会（横浜）
小島 哲; 鈴木知恵; 鍋谷卓司; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 近江谷克裕
口頭発表（一般）, 日本語, 生化学
発表日 2000年10月 - エクオリン生物発光におけるエミッターの蛍光特性
今井裕子; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 2000年光化学討論会（札幌），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年09月 - 新しいソルバトクロミズム色素：２-フェニルイミダゾピラジノン誘導体の吸収・蛍光特性
中井俊一郎; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 2000年光化学討論会（札幌），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年09月 - 発光巻き貝ラチア生物発光の分子基盤研究
丹羽治樹; 小島 哲; 牧 昌次郎; 平野 誉; 近江谷克裕
シンポジウム・ワークショップパネル（公募）, 日本語, 文部省科学研究費補助金 特定研究（Ａ）「未解明生物現象を司る鍵化学物質」第一回公開シンポジウム
発表日 2000年09月 - 光照射下電極反応を用いたイソイタリセンの合成
原田靖裕; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 平野 誉; 山村庄亮
口頭発表（一般）, 日本語, 第24回エレクトロオーガニックケミストリー討論会（埼玉，岡部），講演予稿集 Ⅱ
発表日 2000年06月 - 電解によるアルケン類の選択的水素添加反応の開発
松井 良; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 吉田秦樹; 尾形節郎; 中松秀司; 井上博史; 岩倉千秋
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - ギンコライドＢの全合成研究
小櫃和義; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - ラチア発光系におけるルシフェラーゼの構造と発光活性
小島 哲; 鍋谷卓司; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 近江谷克裕
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - マススペクトロメトリーによるラチアルシフェラーゼの構造解析
鍋谷卓司; 伊藤善之; 小島 哲; 近江谷克裕; 絹見朋也; 黒野 定; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - エクオリン生物発光におけるエミッターの蛍光特性
今井祐子; 平野 誉; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋），講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - 化学発光性を有するイミダゾピラジノン誘導体の基本物性
平野 誉; 丹羽治樹; 橋爪大輔; 安井正憲; 岩崎不二子
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第78春季年会（千葉，船橋）講演予稿集Ⅱ
発表日 2000年03月 - Supramolecular Interaction in Aequorin Bioluminescence
Takashi Hirano; Yuko Imai; Takuya Shibata; Hakruki Niwa; Yoshihiro Ohmiya; Mamoru Ohashi
シンポジウム・ワークショップパネル（公募）, 日本語, Information Exchange Seminor, Photoconversion and Photosynthesis: Past, Present and Future Prospects（Under US-Japan Coorporative Project）（Okazaki, Japan），Abstracts
発表日 1999年11月 - エクオリン生物発光における超分子化学：分子認識特性
平野 誉; 芝田拓也; 橋爪大輔; 安井正憲; 近江谷克裕; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 岩崎不二子; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 1999年光化学討論会（岡山），講演要旨集
発表日 1999年09月 - 光誘起電子移動反応を用いたヘテロ環化合物の合成
石井英樹; 今井祐子; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 1999年光化学討論会（岡山），講演要旨集
発表日 1999年09月 - ラチア生物発光におけるルシフェリンの構造活性相関
小島 哲; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 近江谷克裕
口頭発表（一般）, 日本語, 生物発光化学発光研究会第18回学術講演会（東京，品川），講演予稿集
発表日 1999年05月 - ラチア発光系に関与する蛍光性蛋白質の構造
小島 哲; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 近江谷克裕
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月 - ピクロトキシン誘導体の調製
小櫃和義; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月 - 光照射下電極反応を用いたイタリセンの合成
原田靖裕; 牧 昌次郎; 丹羽治樹; 平野 誉; 山本庄亮
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月 - ジメチルグロイオシフォンAの合成
橋爪良信; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月 - 光誘起電子移動反応を用いた多環性化合物の合成
今井祐子; 石井英樹; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月 - 光誘起電子移動反応を用いたヘテロ環性化合物の合成
石井英樹; 今井祐子; 牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽治樹; 大橋 守
口頭発表（一般）, 日本語, 日本化学会第76春季大会（神奈川，横浜），講演予稿集Ⅱ
発表日 1999年03月
担当経験のある科目_授業
- 実践的先進機器分析
2021年10月 - 現在
電気通信大学 - 化学生命工学実験第二
2018年10月 - 現在
電気通信大学 - 高分子有機化学
2018年10月 - 現在
電気通信大学 - 機器分析学
2018年04月 - 現在
電気通信大学 - 基盤理工学専攻基礎
2016年04月 - 現在
電気通信大学 - 化学概論第一
2016年04月 - 現在
電気通信大学 - 輪講A
2011年04月 - 現在
電気通信大学 - 光化学
2010年10月 - 現在
電気通信大学 - 基礎科学実験Ｂ
2003年04月 - 現在
電気通信大学 - 現代化学
2001年10月 - 現在
電気通信大学 - 総合コミュニケーション科学
2012年04月 - 2022年01月
電気通信大学 - 2021先端科学技術総論
2021年09月 - 2021年10月
新潟大学大学院自然科学研究科 - 世界教養プログラム：現代社会の諸問題において顕在化する科学技術
2016年10月 - 2019年03月
東京外国語大学 - 特別講義Ⅰ「化学生物学特論」
2018年09月 - 2018年09月
日本大学 - 高分子機能科学
2013年04月 - 2018年03月
電気通信大学 - 化学特別講義III
2017年12月 - 2017年12月
岡山理科大学 - 有機化学
2013年04月 - 2017年09月
電気通信大学 - 生体機能システム実験第二
2012年10月 - 2017年03月
電気通信大学 - 物質・生命理工学特別講義 生物発光化学特論
2016年11月 - 2016年11月
群馬大学 - 先進理工学基礎
2011年04月 - 2015年09月
電気通信大学 - 化学概論
2010年04月 - 2015年09月
電気通信大学 - 移動現象論
2014年10月 - 2015年03月
電気通信大学 - キャリア教育演習
2014年04月 - 2014年09月
電気通信大学 - 高分子材料科学
2012年04月 - 2012年09月
電気通信大学 - 有機化学II
2011年04月 - 2012年09月
東京農工大学 - 物質・生命情報工学実験Ｂ
2003年10月 - 2012年03月
電気通信大学 - 材料分析特論
2000年10月 - 2010年03月
電気通信大学 - 化学構造論
2004年04月 - 2009年09月
電気通信大学 - 化学結合と構造
1996年04月 - 2003年09月
電気通信大学 - 化学実験
1997年10月 - 2003年03月
電気通信大学 - 電子材料工学実験I&II
1991年04月 - 2003年03月
電気通信大学
共同研究・競争的資金等の研究課題
- ソフトクリスタル化学発光系の創製と刺激応答機能の時空間制御
平野 誉; 石田 尚行; 池田 浩; 末延 知義
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 新学術領域研究(研究領域提案型), ソフトクリスタル化学発光系の創製と学理探求を目指す, 17H06371
研究期間 2017年06月30日 - 2022年03月31日 - 生物発光における鍵反応過程の分子機構と高性能化要因の解明
ホタルとウミホタルの生物発光の反応機構を司る鍵反応過程の機構解明を目指す。
研究期間 2018年04月01日 - 2021年03月31日 - ホタル生物発光系をモデルとした人工発光系の創出
牧 昌次郎; 丹羽 治樹; 平野 誉; 小島 哲
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 1.発光酵素の律速段階の確定と定量的な検証 ホタル発光酵素は2つの作用ポケットAMP化(基質活性化):A pocketと発光(酸素化):O pocketを有している。種々の検討を行い、2つの反応のうち基質活性化が「律速段階」であることを明確かつ定量的に実証した。 2.活性化発光基質による活性化段階制御 基質活性化ポケットの機能を「認識」と「反応」の作用ステップに区分して、「律速ステップ要因」について検討を行った。A pocketの制御ポイントとして以下の結果を得るに至った。(1)不斉認識より構造認識が支配的である。(2)AMP化部位付近を嵩高くした基質では、発光活性が著しく(4桁)低下する。(3)修飾を加え発光活性が低下した基質アナログも、合成的にAMP化すると発光活性が著しく向上する。(4)人為的なAMP化基質は発光活性こそ向上するが、発光が定常化しない「釣り鐘型発光」であった。これを定常化する新規技術を開発した。 3.ホタル生物発光系によるRGB発光材料の達成 ホタル生物発光系における発光波長改変技術は長年の課題であった。そこで発光基質からの発光波長改変を目指し、発光基質アナログをデザインし、発光測定を行ったところ、これまでの技術では達し得なかった赤、緑、赤(450,560,680nm)の発光を創ることに、世界で初めて成功した。 4.発光波長制御技術の確立と指標化の端緒を開拓 世界的にも発光波長改変指標は、長年求められていた。本研究成果より、以下の指標仮説が提案できる。(1)二重結合を1つ伸長すると発光波長が100nm程度赤色シフトする。(2)同一構造であれば、特定の官能基変換により発光波長が20〜30nmシフトできる。(3)同系統の化合物であれば、二重結合を修飾することにより、発光波長を20〜30nmシフトできる。今後は上記仮説を確立すべく、研究を継続して行きたい。, 18510181
研究期間 2006年 - 2007年 - ヤコウタケ生物発光機構解明と標識材料の開発研究
牧 昌次郎; 丹羽 治樹; 平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 萌芽研究, 初年度の研究により、「ヤコウタケ生物発光は酸素要求性」であることを確認した。すなわちヤコウタケ数個を縦に吊るし、系に不活性ガスを満たすと発光を一旦停止する。次いで不活性ガスを徐々に空気と置換すると、空気に触れた順に発光を再開した。一方、凍結乾燥したヤコウタケ(発光活性は消失)に水を添加すると、再び生物発光と同じ約525nmの蛍光を発することも判明した。これらからヤコウタケ生物発光には、「酸素と水」が必要であることが確認された。またヤコウタケ凍結乾燥体を粉末状にし、不活性ガス中で保存すれば「発光材料」として活用できることがわかった。 ヤコウタケの発光形態は不明であるが、月夜茸はルシフェリンールシフェラーゼ反応(L-L反応)により発光するとの報告がある。これを参考に、ヤコウタケの生物発光もL-L反応であると仮定し、ヤコウタケ発光物質の単離・抽出を試みることとした。 他の発光生物と同様にヤコウタケ子実体を破砕し、各種緩衝溶液等で発光関連タンパク(酵素)の抽出を試みたが、タンパクの可溶化には至らなかった。ところが本実験の過程で、沈殿物である破砕断片に発光が確認された。そこで、ヤコウタケ子実体の細胞壁を酵素消化によって除去・プロトプラスト化した後、酵素タンパクの可溶化を試みた。各種実験条件を詳細に検討したところ、酵素消化条件での加熱(約50度)により、ヤコウタケの発光活性が消失することが確認された。また界面活性剤による可溶化も試みた。市販のDetergent Test Kitを用いたところ、数種の界面活性剤で、ヤコウタケ子実体タンパクの可溶化に成功した。 現在、低温での酵素消化によるプロトプラスト化とタンパク可溶化、および界面活性剤による可溶化物からの発光関連物質の抽出を行っている。またメタノール等による発光基質(低分子有機化合物を想定)も並行して行っている。, 16655067
研究期間 2004年 - 2005年 - 未利用生物発光システムおよび新規蛍光タンパク資源の探索と生体分子プローブ化
丹羽 治樹; 平野 誉; 牧 昌次郎; 近江谷 克裕
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(B), 1)Odontosylllis属発光ゴカイのルシフェリンの探索研究 米国California州San Diego市Mission湾にてこの数年かけて採集した発光ゴカイ(Odontocyllis phosphorea)から、ルシフェリン/ルシフェラーゼ反応を指標にしてルシフェリンの単離に成功した。単離したルシフェリンを用いたルシフェリン-ルシフェラーゼ反応の発光スペクトルは生物発光と同じ500nm付近に極大を示した。またそのUVスペクトルは以前Shimomuraらが報告しているものと良い一致を示した。質量分析法によりルシフェリンの分子式はC_<15>H_8O_<12>S_3であることが判明した。 2)ニューカレドニアに棲息する発光性・蛍光性生物の生息状況を調査したところ、発光ゴカイや発光ウミウシなど多数の発光生物の棲息が確認できた。 3)ラチア生物発光系の分子機構精査 ニュージーランド北島Pirongia山山麓Nugtunui川にてラチア貝を採集し、ルシフェラーゼの抽出・単離し、構造研究を進めた。その結果、ラチア発光系は単純なルシフェリン/ルシフェラーゼ反応であり、光のエミッターはルシフェラーゼに内蔵されている蛍光発色団であることが判明した。またルシフェラーゼは分子量が31,000のN結合型糖タンパクのホモヘキサマーであること、ルシフェリンアナログの発光活性研究から発光にはエノールエステル構造が必須であること、発光には活性中心でのエノラートアニオンの生成が必須であること、また一定の置換基を有したベンセン環アナログでも発光活性があること等を見い出した。, 15404009
研究期間 2003年 - 2005年 - 新規ルシフェリンを構造基盤とする新機軸発光性・蛍光性光機能物質の開発
丹羽 治樹; 平野 誉; 牧 昌次郎
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 富山県魚津市海岸でOdontosyllis属の発光ゴカイを採集し、メタンール抽出物を得た。一方発光ゴカイを10mM炭酸アンモニウムで抽出した。両者を混合すると、発光が観測された。発光スペクトルを測定したところ、天然の発光ゴカイと同様の発光スペクトルが得られたことから、この発光ゴカイの発光系はルシフェリンルシフェラーゼ反応を示し、ルシフェリンはメタノール抽出できることが判明した。予備試験的にルシフェリンの単離を試みた。HPLCでの分離条件を種々検討したところ、発光ゴカイのルシフェリンは水溶性が高く、また酸性解離基を有していることが示唆された。 浜名湖にて発光ウミウシの一種、ベッコウヒカリウミウシを採集した。この発光ウミウシは刺激により、約510nm付近に発光極大を持つ発光性粘液の放出が観察された。予備試験的にルシフェリン/ルシフェラーゼ反応を検討した。すなわちこの発光ウミウシを熱水抽出したものと、刺激により放出した発光粘液含む海水を、発光がおさまった後、混合したところ、発光が確認された。このことからベッコウヒカリウミウシの発光系はルシフェリンルシフェラーゼ反応を示すことが示唆された。また凍結保存したサンプルにも発光活性があることが確認された。 八丈島で採取した発光キノコ、ヤコウタケの実験室栽培にも成功し、研究試料の確保に目処がついた。そこで発光キノコの発光している子実体から、510nm付近に蛍光性を示す物質の単離を試みたところ、リボフラビン様蛍光物質とルミクロームの存在が確認できた。今後は発光活性を示す物質の単離を進める。 ホタル発光系とGreen Fluorescenct ProteinからなるBioluminescent Resonance Energy Transfer(BRET)システムの構築研究の一環として、青く光るホタルルシフェリンアナログの開発を試みた。その結果、天然ホタルルシフェリンより、約40nm短波長側に発光極大を有するアナログの合成に成功した。 またイミダゾピラジノンを基本骨格に有する新規発光性分子の創成に成功した。, 14580608
研究期間 2002年 - 2003年 - 発光巻き貝ラチア生物発光の分子基盤研究
丹羽 治樹; 牧 昌次郎; 平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 特定領域研究, 1.β-Iononeを出発原料として天然型ラチアルシフェリンおよび類縁体を合成した。ニュー一ジーランドにて採集したラチア(Latia neritoides)より粗ルシフェラーゼ溶液を調製し、発光活性を検討した。その結果基質の2,2,6-cyclohexene環がフェニル基になった類縁体には発光活性が見られないが、2,6-ジメチルフェニル類縁体には弱いながらも発光活性を示すという、環構造部の認識に関する興味ある結果も得た。側鎖の類縁体においては天然型のエノールフォルマートのみならずエノールアセートやエノールベンゾアートでも発光活性があることが判明した。また発光速度はエノールフォルマート、エノールアセート、エノールベンゾアートの順に大幅に遅くなることが判明し、エノールエステル部の加水分解速度が発光にのkineticsに大きく影響することを見出した。そこで一連のp-置換ベンゾアート類縁体について発光速度を検討したところ、p位に電子吸引性置換基を持つベンゾアートアナログは電子供与性置換基をもつ物より発光反応が速くなる傾向が確認された。 2.ニュージーランドにて採集したラチアより、硫安分画、ゲル濾過、アフィニティーカラム、陰イオン交換クロマトグラフィー、再びゲル濾過を行うことによりラチアルシフェラーゼを単一成分として得ることができた。精製したルシフェラーゼは分子量約2,000の糖鎖が結合したN結合型糖タンパクであり、分子量31,000の単量体タンパクの6量体であることが判明した。精製したルシフェラーゼは合成したラチフルシフェリンにより発光することが確認され、発光スペクトルは生物発光と完全に一致した。このことよりラチアの発光系における最小要素は酸素、ルシフェリン、ルシフェラーゼであることが示され、光のエミッターはルシフェラーゼに内在していることが確定した。また従来言われてきた「パープルプロテイン」は発光反応自身には必須ではないことも証明された。さらに糖鎖と発光活性の相関を検討したところ糖鎖の存在がルシフェラーゼの発光活性の発現に深く関与していることが示された。 3.ラチアルシフェラーゼをコードするcDNAのクローニングに成功し、ラチアルシフェラーゼの294個のアミノ酸の1次配列を決定することができた。, 12045226
研究期間 2000年 - 2002年 - GFP蛍光発色団を分子基盤とするON/OFFモード蛍光バイオセンサーの開発
丹羽 治樹; 牧 昌次郎; 平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 1)オワンクラゲの増感生物発光系を形成する緑色蛍光タンパクGFPの蛍光発色団はSer65-Tyr66-Gly67のペプチド結合間で自己触媒的に分子内脱水縮合し、ついで自動酸化して形成されるその基本骨格は4-(4-hydoxyphenylmethylidene)-5-imidazoloneである。この基本骨格を構造基盤とする生体成分バイオイメージング用on/off型新規蛍光センサー開発の出発点として、各種4-(arylmethylidene)-5-imidazolone誘導体を合成し、その蛍光特性を検討した。2-naphthalenecaorboxaldehyde, 6-methoxy-2-naphthalenecarboxaldehyde, 4-(dimethylamino)benzaldehyde, 1-pyrenecarboxaldehydeから出発し、Erlenmeyer azlactone合成法を利用して対応する1,2-dimethyl-4-(2-naphthylmethylidene)-5-imidazolone, 1,2-dimethyl-4-(6-methoxy-2-naphthylmethylidene)-5-imidazolone, 1,2-dimethyl-4-[4-(dimethylamino)phenylmethylidene]-5-imidazolone, 1,2-dimethyl-4-(1-pyrenylmethylidene)-5-imidazoloneを調製した。得られた4-(arylmethylidene)-5-imidazcdone誘導体はいずれもエタノール溶液中では弱い蛍光性を示した。蛍光波長は2-naphthyl体:520nm、6-methoxy-2-naphthyl体:460nm, 4-(dimethylamino)phenyl体:520nm、1-pyrenyl体:503nmであった。一方エタノールガラス(77K)中では溶液状態の2000〜3700倍の強い蛍光性を示す事が確認された。 2)ついで金属キレート能を有する置換基を装着した4-(arylmethylidene)-5-imidazoloneの合成を検討した。その結果キレート能を有する官能基導入の可能な4-[ (3-bromophenyl)methylidene]-2-(3-bromophenyl)-5-imidazolone誘導体が調製できた。ベンゼン環へのN官応基の導入の試みとしてmorpholineの導入を検討したところ、目的とするアミノ基の導入されたimidazolne誘導体が得られた。今後、Caイオンに対してキレート能を有する化合物の合成を進めていく。 3)GFP蛍光発色団の蛍光特性に関して、モデル化合物Cを用いて溶媒の粘性と蛍光能の関連について検討した。その結果、モデル化合物C蛍光寿命が溶媒の粘性が大きくなると長くなり、それにつれて蛍光性が強くなる事が判明した。, 12680588
研究期間 2000年 - 2001年 - 工業化を指向した,原子状水素を用いる選択的水素添加反応の開発
牧 昌次郎; 平野 誉; 丹羽 治樹
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 申請者は電解法により生成させた高活性パラジウム触媒を利用し,一般汎用性のある反応手法と,工業化を視野に入れた耐久性と再活性化に優れた担持型触媒の開発を行うことを目的とし,以下の研究を行ない,それぞれ対応する結果を得た. 1.各種アルケンの合成と高活性パラジウムの反応性の精査. 各種アルケン10種を合成し,それぞれに対して高活性パラジウムブラックを用いて反応を行なったところ,全ての基質においてベンゼン溶媒中で極めて高い水素添加反応選択性が見い出された.現在までの所,一般性高く明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる触媒の報告はなく,有機合成化学的に非常に有用なインフォメーションを与える結果が得られた. 2.溶媒効果や反応効率などの反応傾向の検証と条件の最適化. 反応溶媒についても10種程度に対して検討を行なった.この結果,ベンゼンに対する特異的反応性が確認された.すなわち,明確に加水素分解反応と水素添加反応を区別できる溶媒はベンゼンであり,その他の溶媒では著しい選択性の低下が見られた.また,研究対象である担持型触媒は一般的に市販されている触媒と同等の反応性を有することも確認された. 3.触媒の耐久性向上とスケールアップに対応できる担持型触媒の開発. 触媒活性は実践反応を1000時間以上行なった後でも活性に衰えは見られなかった.現在,スケールアップに対する検討を行なうため,共同研究を行なってもらえる企業を探索中である.さらにこれらの結果を含む研究成果は2編の欧文学術論文にして投稿し受理された., 12650848
研究期間 2000年 - 2001年 - イオン感応性を有する生物・化学発光系の発光反応機構の解明
平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 基盤研究(C), 本研究では、発光蛋白質エクオリンが有するカルシウムイオン感応性、高効率性、発光色制御機能の分子メカニズムを解明し、人工的にイオン感応性発光素子を開発するための基礎理論の確立をめざした。エクオリン生物発光については、基礎的問題である「発光時における発光体セレンテラミド励起分子のイオン構造」がフェノレートアニオンであることを実験的に確立した。この際、様々な溶媒中でフェノレートアニオン蛍光を観測する条件を確立し、この蛍光特性に関する精密な溶媒効果とフッ素置換基効果の検討と物性評価を行った。これによりフェノレートアニオンの一重項励起状態が分子内電荷移動性を有し、生物発光を再現しうることを確認した。本結果は発光色決定に働くアポ蛋白質中の活性部位が疎水性環境場であることを予想した。2000年に報告されたエクオリンの結晶構造解析結果は我々の仮説を支持し、発光体の構造決定が妥当であることを裏付けた。さらに発光反応の動的過程における基質とアポ蛋白質の超分子相互作用の役割についての検討に研究を展開している。 化学発光機構については、発光基質と酸素分子との電子移動反応モデル系の探索を行い、置換基を系統的に導入したイミダゾピジノン誘導体と電子受容体分子との新たな分子間反応を見出した。さらにこの分子間反応における電子移動の役割と発光反応性との相関について解析を進めている。また、金属イオンとの錯体生成によってイミダゾピラジノン誘導体の化学発光特性を制御するため、クラウンエーテルを導入した誘導体の合成を行った。この誘導体は金属イオンとの錯体生成を示すが、この際にイミダゾピラジノン環自身も配位子として働くことが見出された。この結果を基に、化学発光性に縛られず、特異な吸収、蛍光特性を有するイオン感応性プローブ分子の開発に研究を展開し、複合型誘導体を設計、合成して金属イオン認識特性の評価を進めている。, 11640578
研究期間 1999年 - 2000年 - 新規生物発光系と発光行動に関わる分子基盤研究
丹羽 治樹; 近江谷 克裕; 牧 昌次郎; 平野 誉; 大場 信義; 井上 敏; 中村 英士; MEYERーROCHOW ブイ ビー
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 国際学術研究, (1)アラキノカンパの発光生理・発光行動の解析した結果、発光持続時間が1時間以上にわたることを明らかにした。洞窟内と外のアラキノカンパ集団の相違を対比した結果、外部形態では相違がないが、発光行動の点滅頻度が相違し手居ることが判明した。 (2)ホタル発光行動の解析:マレーシアの集団同時明滅するPteroptyx tenerの発光行動を観察し、発光パターンの同調機構について新知見を得た。 (3)ラチア生物発光の分子基盤を検討した結果、ラチアルシフェラーゼの精製に世界で初めて成功した。精製したラチアルシフェラーゼは分子量31,000の糖タンパク単量体の6量体(分子量約180,000)である事が判明した。また糖鎖の分子量は約2,000であることが明らかとなた。精製したラチアルシフェラーゼは合成した発光基質ラチアルシフェリンにより発光することが確認された。この反応による発光スペクトルは生物発光と完全に一致した。このことよりラチアの発光系における最小要素は酸素、ラチアルシフェリン、ラチアルシフェラーゼであることが示され、光のエミッターはラチアルシフェラーゼに内在していることが示唆された。一方、精製したラチアルシフェラーゼ(は加熱することにより単量体へとか解重合すること、単量体には発光活性がないことが明らかとなった。一方、糖鎖切断後のラチアルシフェラーゼにも発光活性がみられなかったことから、糖鎖の存在がラチアルシフェラーゼの発光活性の発現に深く関与していることが示された。 (4)ルシフェリン類縁体を化学合成し、発光活性を精査し、ラチアルシフェラーゼの基質特異性を検討したたところ、ラチアルシフェラーゼはラチアルシフェリンのシクロヘキセン環部を厳密による構造認識していることが判明した。また発光にはフォルミル基は必須の官能基ではなく、エノールエステル構造を有することが重要であること、ルシフェラーゼにはエステラーゼ活性があること、エステル部が加水分解し酵素内でエノラートアニオンが生成することが発光反応に必須であることなど、発光反応機構を解明する上で重要な新知見を得ることが出来た。, 09041100
研究期間 1997年 - 1999年 - 発光蛋白質エクオリン生物発光における超分子構造
大橋 守; 平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 重点領域研究, オワンクラゲの生物発光は発光蛋白質エクオリンがカルシウムイオンにより刺激されて励起青色蛍光蛋白質(BFP)を生じ、ついで緑色蛍光蛋白質(GFP)にエネルギー移動して励起GFPを生じ、そこから発光極大510nmの緑黄色蛍光に由来するものといわれている。本研究では変性GFPやGFPを酵素分解して得たクロモペプチドが蛍光を示さないことから、生体内における蛍光量子収率が80%という高収率を理解するためにそのモデル化合物を合成し、蛍光挙動を比較検討した。合成したモデル化合物4-(4-hydroxyphenyl)methylideneimidazol-5-one(I)は溶液中では殆ど蛍光を示さないが77KでEtOH中剛体マトリクスでは470nm付近に強い蛍光を示した。同様に天然から得られたクロモペプチドもEtOH剛体マトリクス中で蛍光を示すようになり、その極大はモデル化合物(I)と一致した。(I)は光照射により側技のシス-トランス異性化をおこすことも明らかにした。このことはGFP中では分子内水素結合やクロモフォアの存在するキャビティのためにシス-トランス異性化が阻害されることにより高量子収率の蛍光を示すものと解釈しうることを示した。GFPは又亜ジチオン酸ナトリウムで還元すると蛍光を失い、空気酸化で再生することが知られている。モデル化合物(I)は亜ジチオン酸ナトリウムでジヒドロ化合物を与え、もはや蛍光を生じないが、このものは空気酸素存在下で再び(I)が再生されることを見出した。このことはGFPの生合成に対して重要な知見を与える結果である。, 08219212
研究期間 1996年 - 1996年 - イミダゾピラジン化学発光系における励起分子生成機構の解明と発光能の制御
平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 奨励研究(A), イミダゾピラジン誘導体としてセレンテラジンアナログを選び、その発光機構と発光能の制御を行うために6位のフェニル基上に種々の置換基を導入したセレンラジンアナログとアダマンチルメチル基を有するアナログの化学発光特性を調べた。6-フェニル体の化学発光では、一重項励起分子生成効率が置換基の影響を受けないが、発光波長は大きく影響を受けることがわかった。特にジメチルアミノ置換体のジグリム中での化学発光は500nmまで長波長シフトした。この理由は、反応で生成する中性のセレンテラミドアナログの一重項励起状態が分子内電荷移動性を有するためであることが明らかになった。また、2位と8位のそれぞれにアダマンチルメチル基を有するアナログの化学発光では、非極性のアダマンチル基が発光反応で生成するアニオン性励起分子の安定性に影響し、プロトン化速度の変化による発光波長の変化が観測された。 2-フェニルイミダゾピラジン誘導体は長波長蛍光を示す。この特性を生かした発光物質を開発するために、2-フェニルイミダゾピラジノンの酸化的二量化生成物を合成した。この化合物はたいへん不安定であるが発光能を残し、しかもその発光波長は620nmまで長波長シフトしている。発光反応では二量体の一方のイミダゾピラジン環が酸素と反応して励起分子を生成し、この励起分子にはもう一方のイミダゾピラジン環が残っているために長波長発光を示したことがわかった。この特性を積極的に利用するために、ベンゼンに2つのイミダゾピラジン骨格を置換した誘導体を合成した。ジメチルスルホキシド中、塩基存在下で化学発光を行うと橙色発光が確認され、長波長発光を実現することに成功した。可視部での発光は生体内の活性酸素の定量への応用が期待されるため、さらに発光量子収率などの発光特性の確立を進めている。, 07740491
研究期間 1995年 - 1995年 - 発光蛋白質エクオリン生物発光における超分子構造
大橋 守; 平野 誉; 丹羽 治樹
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 重点領域研究, 発光オワンクラゲの発光システムは励起分子を生成する蛋白質エクオリン(AQ)と,この励起エネルギーを受容して緑色蛍光を放出する緑色蛍光蛋白質(GFP)から構成されている。AQは発光基質セレンテラジン(CZ)とアポエクオリン(ApoAQ)と酸素分子の複合体であり,カルシウムイオンと結合して生物発光する。発光種はApoAQとセレンテラミドからなる超分子青色蛍光蛋白質(BFP)である。一方GFPは翻訳後修飾によりポリペプチド主鎖の3個のアミノ酸残基が発色団を形成しているといわれている。本研究ではAQ生物発光におけるAp-AQ-CZ間及びAQ-GFP間で構築される超分子構造と発光の分子過程との関係を明らかにすることを目的とした。得られた結果を以下に示す。 (1)フォトアフィニティラベル法によるAQ超分子構造の解明を目指し,光反応性を有するトリフルオロメチルアジリン基を持つCZアナログから半合成AQの合成に成功した。発光活性は天然型の1%であった。アジド基を有するCZアナログの合成にも成功している。 (2)GFPの発色団を決定するためWardらにより提唱されているイミダゾロン骨格を有する構造に対応するモデル化合物の合成に成功した。合成品はUV吸収が天然GFPの酵素分解で得られた色素成分と類似の挙動を示し,かつ蛍光特性を持ち,塩基性条件下では510nmに天然GFPの蛍光極大と一致する蛍光を示したので,この部分構造がGFPの発色団であることが証明された。 (3)アダマンタン基を有するCZアナログを合成し,生物発光特性の制御を試みた。発光極大は天然型より20nm程短波長で,発光強度は天然型の2倍に達した。, 07229216
研究期間 1995年 - 1995年 - イミダゾピラジン化学発光系の励起分子生成機構の解明
平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 奨励研究(A), オワンクラゲやウミホタルの発光基質は共通骨格であるイミダゾピラジン骨格を有する。本研究ではイミダゾピラジン誘導体の化学発光反応における励起分子生成機構を明らかにするために、誘導体の物理科学的性質と化学発光能の相関を調べることを計画した。このため、まず6-フェニルイミダゾピラジン誘導体のフェニル基上のパラ位に系統的に置換基を導入した誘導体5種を合成した。この誘導体を用いて化学発光特性に及ぼす置換基効果を検討した。この結果、空気飽和条件下ジメチルスルホキシド中における化学発光の量子収率は置換基の種類に依存せず、0.1%付近の値をとり、蛍光量子収率と反応効率を考慮して算出した励起分子の生成効率は電子受容性置換基を有する方がわずかに上昇することがわかった。この結果は反応中間体に推測されているジオキセタノン中間体が分離して励起分子を生成する過程には置換基による電子的性質の変化があまり影響せず、生物発光にみられる高い発光量子収率を再現できないことを示している。置換基効果が顕著に現れる特性は発光後生成物の蛍光波長と蛍光量子収率である。特に発光後生成物の蛍光波長は電子供与性置換体ほど長波長シフトし、同時に蛍光量子収率が高くなることがわかった。また、ジメチルアミノ基置換体ではアニオン種よりも中性種の方が長波長部で蛍光を示す。この新しく見いだされた発光後生成物の特性を生かすためにジグリム中など他の条件下における化学発光の検討を続けている。 6-フェニルイミダゾピラジン誘導体の紫外可視吸収スペクトルとNMRを測定した結果、6位のフェニル基上の置換基効果が物理化学的性質に大きな影響を及ぼさないことがわかった。さらに酸素との反応に直接関与するアニオン種を安定に発生させる条件の検討を続けており、基本的物性データと化学発光特性との比較を行なう予定である。, 06854030
研究期間 1994年 - 1994年 - 発光蛋白質エクオリンの生物発光における超分子構造のダイナミクス
大橋 守; 近江谷 克裕; 陳 鳳啓; 平野 誉
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 重点領域研究, オワンクラゲの発光蛋白質エクオリンはCa^<+2>イオンの存在下Blue Fluorescent Protein(BFP)の励状態を生じ460nmに発光する.エクオリンは発光基質セレンテラジンとアポエクオリン(189 アミノ酸残基から成るアポ蛋白質)及び分子状酸素から組立てられているが,その精緻な構造は明らかにされていない.本研究ではこの生物発光に関与する超分子構造のダイナミクスを解明するため以下の検討を行った. 1)この構造解明に関連してアポエクオリンの活性部位をフォトラベル法により解明することを計画し,光感作性基トリフルオロメチルジアジリン基を有するセレンテラジン及びセレンテラミドの合成に成功した.この光感作性セレンテラジンも天然型と同様にアポエクオリンに取り込まれ,生物発光を行うことを確認した.又トリフルオロメチルジアジリン基を持つセレンテラミドは光照射により溶媒中のメタノールと反応することを知った.今後はこの半合成エクオリンを大量に合成し,フォトラベルアポエクオリンの酵素分解,マススペクトロメトリーを組合わせて活性部位を特定する. 2)セレンテラジンは環境により多彩な発光を示す.例えば86番目のアミノ酸を変化させたAQW86Fは天然460nmの発光を400nmにシフトさせる.ただ一種のアミノ酸の変化により発光波長が変わることは精緻な超分子構造を予想させる.BFPはEDTA,DTT存在下アポエクオリンとセレンテラミドを共に培養すると再生される.この時N-メチルセレンテラミドを用いても同様な蛍光が観測されることより,従来アミドアニオンの励起状態からの発光とされてきた発光種の構造について,新しくフェノラートアニオンである可能性が生じた.従来の学説の再検討を要する結果となった.この点は更に確認実験を続けている., 06240221
研究期間 1994年 - 1994年 - 生体情報伝達物質の質量分析学的研究
大橋 守; 辻本 和雄; SCHMITZ Fran; JACKSON Kenn; MATSUMOTO Hi; 平野 誉; KENNETH W JA; 松本 博行; 大橋 守
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 電気通信大学, 国際学術研究, 本研究は電気通信大学電気通信学部分子工学講座大橋研究室とオクラホマ大学医学部生化学教室松本研究室及び化学教室Schmitz研究室の共同研究として生物における情報伝達物質の制御機構や分子認識を質量分析学的手法に基づいて分子過程として理解し,確立する事を目的とした.具体的テーマとしては(1)視覚における増幅制御及び伝達制御を行なっているアレスチン関連化合物であるフォレスチン,クラゲの発光蛋白質エクオリン,海産性天然環状生理活性ペプチド等につき高速原子衝撃イオン化法(FAB),エレクトロスプレーイオン化法(ESI),マトリクスレーザーイオン化法(MALDI),及び衝突活性化(CID)-タンデムマススペクトロメトリー (MS/MS)の技術を適用して,その一次構造,S-S結合位置,翻訳後修飾,りん酸化をうける位置等を決定する方法論を協同で開発することとした.フォスレスチン関連オリゴペプチドの調製と合成,翻訳後修飾蛋白質の調製,天然生理活性ペプチドの抽出は主としてオクラホマ大学で担当し,各種質量分析を用いたLadder方式による一次構造の検討は電通大で行った.研究実績の概要を以下にまとめる. 1.研究者の交流:1992年9月オクラホマ大学Matsumotoが電通大を訪問し講演をおこなう.同年10月電通大辻本オクラホマ大訪問,1993年1月〜5月まで大橋研大学院学生畔上亮,オクラホマ大Schmitz研究室へ留学,同年8月Matsumoto電通大来学,同年9月大橋研大学院生絹見朋也Matsumoto研究室へ留学,同年11月電通大 大橋守,平野誉Matsumoto研,Schmitz研訪問しセミナーを行う.1994年3月Jackson電通大訪問しセミナー同年6月Schmitz電通大訪問し,同年7月Matsumoto電通大訪問,同年8月平野,丹羽オクラホマ大学訪問,同年11月留学中の絹見朋也一時帰国しセミナー等活発な人事交流と研究上の討論を行なった.この間平成4年度研究代表者であった辻本和雄が北陸先端科学技術大学院大学へ出向したことにより,研究代表者を大橋守に交代,平成6年度には研究協力者に電通大丹羽治樹を加える等組織上の変更を行った. 2.研究成果:本計画を通じてオクラホマ大学松本研究室の主たる研究成果はホスレシチンのin vivoでのりん酸化部位をきめたこと(1994,Neuron).本研究には電通大からの留学生絹見朋也が直接関与した.又前研究代表者辻本和雄が直接関与した協同研究の成果として,カエル視細胞カン体外節のcGMPホスホジェステラーゼの燐酸化サイトの決定があげられる(1994,J.Biol.Chem.).これらの研究では両研究室の協同研究が極めてうまく行なわれた例である.現在両研究室で精力的に研究が行なわれているのは,質量分析法を用いたペプチドの微量シークエンス法の開発,改良である.1993年Science誌上に発表された新しいラダー法を用いて一挙にシークエンスを決めるもので,従来の自動シークエンス法では解析困難であった翻訳後修飾された位置と方式を一義的に決め得ることが期待される.既に我々もペプチド残基15程度のラダー解析には成功しており,又FAB法を用いてもラダー解析を行い得る改良法も確立する事が出来た.フォスレスチンについての協同研究の結果は1995年5月アメリカ質量分析学会での発表の予定である.電通大における研究成果にはレチナ-ル類似体を用いてレチノクロム光異性化のコンフォーメーション解析を行った(Photochem.Photobiol.,1993),アポエクオリンのs-s結合を質量スペクトルに基づき決定した(FEBS Lett.,1993),セレンテレートルシフェリンの化学発光過程解明に質量分析の手法を導入した(Tetrahedron 1993),フォトアフィニティラベル用光感作セレンテラジンの合成に成功した(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1994)ことなどがあげられる.フォトアフィニティラベル法はエクオリンの活性部位決定にとって,フォスレスチンの翻訳後修飾と同様に新しい質量分析法によるラダーシークエンスによってラベル位置が決定できると予想され,成功すればその波及効果は極めて大きいものと期待される., 04045024
研究期間 1992年 - 1994年
産業財産権
- 新規セレンテラジン誘導体
特許権, 木山正啓, 牧 昌次郎, 平野 誉, 岩野 智, 宮脇敦史, 特願2018-60762, 出願日: 2018年03月27日, 国立大学法人電気通信大学 , 国立研究開発法人理化学研究所, 2018-165265, 公開日: 2018年10月25日, 特許第7036343, 発行日: 2022年03月07日, 海洋生物発光基質の長波長化技術 - 蛍光色素
特許権, 平野 誉, 中川達規, 牧昌次郎, 丹羽治樹, 特願2011-108654, 出願日: 2011年05月13日, 国立大学法人電気通信大学 - ビスイミダゾピラジノン誘導体及びビスアミノピラジン誘導体並びに化学発光物質
特許権, 平野 誉, 牧昌次郎, 丹羽治樹, 特願2004-067098, 出願日: 2004年03月10日, 三菱化学株式会社, 特許第4561132号, 発行日: 2010年08月06日 - ビスイミダゾピラジノン誘導体及びビスアミノピラジン誘導体
特許権, 平野 誉, 牧昌次郎, 丹羽治樹, 特願2003-195905, 出願日: 2003年07月11日, 三菱化学株式会社, 特許第4363098号, 発行日: 2009年08月28日 - [アシルアミノピラジナト-Ｏ，Ｎ]ボロン誘導体及び蛍光色素
特許権, 平野 誉, 牧昌次郎, 丹羽治樹, 特願2008-244890, 出願日: 2008年09月24日, 国立大学法人 電気通信大学 - 複素環化合物及び発光方法
特許権, 牧昌次郎, 小島 哲, 丹羽治樹, 平野 誉, 特願2006-086175, 出願日: 2006年03月27日, 電気通信大学 - 複素環化合物及び発光甲虫ルシフェラーゼ発光系用発光基質
特許権, 丹羽治樹, 牧昌次郎, 平野 誉, 特願2005-031574, 出願日: 2005年02月08日, 電気通信大学 - 芳香族有機化合物の分解方法
特許権, 特願2003-116616, 出願日: 2003年04月22日