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Reverse stability of oxyluciferin isomers in aqueous solutions

水溶液中におけるオキシルシフェリンの安定性の逆転

野口 良史*; 樋山 みやび*; 志賀 基之; 杉野 修*; 秋山 英文*

Noguchi, Yoshifumi*; Hiyama, Miyabi*; Shiga, Motoyuki; Sugino, Osamu*; Akiyama, Hidefumi*

室温の水溶液中におけるオキシルシフェリンアニオンの安定性(ケト,エノール、およびエノラート異性体)を調べるため、ナノ秒スケールの大規模な第一原理分子動力学シミュレーションを行った。その結果、従来の量子化学計算とは対照的に、ケト型よりもエノール型の方がわずかに安定で、最近の幾つかの実験的結論に合致した。このシミュレーションから、ケト型が特に疎水的でと水との界面にキャビティが形成することや、疎水性が水分子数とともに減少する様子が明らかになった。このことから、安定な異性体は水和クラスターの大きさに依存するものと予想される。

We investigated the stability of oxyluciferin anions (keto, enol, and enolate isomers) in aqueous solution at room temperature by performing a nanosecond time scale first-principles molecular dynamics simulation. In contrast to all previous quantum chemistry calculations, which suggested the keto-type to be the most stable, we show that the enol-type is slightly more stable than the keto-type, in agreement with some recent experimental studies. The simulation highlights the remarkable hydrophobicity of the keto-type by the cavity formed at the oxyluciferin-water interface as well as a reduction in hydrophobicity with the number of hydrating water molecules. It is therefore predicted that the isomeric form in a hydrated cluster is size-dependent.

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パーセンタイル:81.42

分野:Chemistry, Physical

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