劉亞軍課題組近期J. Am. Chem. Soc.文章介紹
生物發(fā)光是活體生物通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生可見光的現(xiàn)象。盡管2008年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予生物發(fā)光研究領(lǐng)域，盡管有幾種生物發(fā)光已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用，然而絕大多數(shù)生物發(fā)光的機(jī)制遠(yuǎn)未被搞清楚，特別是在分子和電子態(tài)水平的機(jī)理解釋一直是困擾生物學(xué)家和化學(xué)家的難題。理論化學(xué)對(duì)于機(jī)制的研究有著實(shí)驗(yàn)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。多尺度模擬方法的發(fā)展對(duì)復(fù)雜體系特別是生物體系的理論研究起到了推動(dòng)作用。劉亞軍教授課題組是國(guó)際上最早開展生物發(fā)光理論計(jì)算和模擬的的課題組之一。目前已清晰地闡明了多種生物發(fā)光的化學(xué)起源和機(jī)理。最近該課題組首次對(duì)一種深海熒光魷魚（Watasenia scintillans，俗稱螢火魷）的發(fā)光機(jī)制進(jìn)行了理論研究。通過可靠的量子化學(xué)計(jì)算、經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)模擬和非絕熱分子動(dòng)力學(xué)模擬，基于能量學(xué)、電子轉(zhuǎn)移過程和電子結(jié)構(gòu)等分析，提供了發(fā)光過程關(guān)鍵反應(yīng)的的細(xì)節(jié)和機(jī)理。相關(guān)成果近期發(fā)表于J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 3, 1106-1119。該項(xiàng)理論研究的意義不僅僅在于推動(dòng)了對(duì)螢火魷生物發(fā)光的理解，所得的認(rèn)知可以推廣到多種生物發(fā)光體系。因?yàn)槲灮痿湡晒馑胤肿拥暮诵慕Y(jié)構(gòu)，咪唑并吡嗪（imidazopyrazinone） 是8個(gè)門類發(fā)光生物熒光素分子的核心結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)研究也被《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》進(jìn)行了亮點(diǎn)報(bào)道，詳見：http://www.whxb.pku.edu.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=29751。
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