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Quantum chemical calculations for the norbadione A complexes with Cs$$^+$$, K$$^+$$, and Na$$^+$$ in gas and aqueous phases

気相および水相におけるノルバジオンAのCs$$^+$$, K$$^+$$, Na$$^+$$錯体に関する量子化学計算

数納 広哉; 町田 昌彦

Suno, Hiroya; Machida, Masahiko

Cs$$^+$$を蓄積することで知られるキノコ中の色素分子であるノルバジオンA(NBA)のCs$$^+$$およびK$$^+$$, Na$$^+$$錯体に関する量子化学計算を行った。Otaらによる2段階数値計算手法を用いて水溶液中でのアルカリ金属カチオン錯体化選択性を調べた。この手法を中性および2重, 4重脱プロトンNBAに適用することにより、Cs$$^+$$選択性は高pHで、2重脱プロトンNBAが支配的となる場合にのみ現れることを確認し、これが実験結果と一致していることがわかった。これは当計算手法を用いた生体分子への最初の応用例であり、その選択性は特異性を示している。

We perform quantum chemical calculations for the Cs$$^+$$, K$$^+$$, and Na$$^+$$ complexes of norbadione A (NBA), a pigment molecule in mushrooms known to accumulate Cs$$^+$$. A numerical two-step approach, by Ota $textit{et al.}$, is employed to examine its alkali-metal-cation complexation selectivity in aqueous solutions. Applying it to the neutral, di- and tetra-deprotonated NBAs, we confirm that the complexation selectivity on Cs$$^+$$ emerges only in high pHs, in which the di-protonated NBA dominates, in agreement with experimental results. This is the first demonstration of the approach for a biological molecule whose selectivity is known to be anomalous.

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