脂肪族氨基酸的电子-分子共振态及其解离动力学理论研究

The low-energy electron collisions with biomolecules and the induced dissociations play very important roles in the ionization radiation damages to biosystems. The electron-molecule resonances play important roles in the above processes. As the basic blocks of protein and peptide, investigations on the low-energy electron collisions with aliphatic amino acids such as glycine, alanine, serine, and cysteine are not only full of meaning in the basic research but also have the potential to better predict and control the effects of ionizing radiation. In the present project, we will carry out the studies on low-energy electron-molecule resonances and dissociative dynamics in the low-energy electron collisions with glycine, alanine, serine, and cysteine using the ab initio quantum chemical method and the R-matrix method, focusing on the information of electron-molecule resonances and dissociative dynamics mechanisms related to only single bond breakup. Moreover, the tautomeric effects on the electron-molecule resonances and dissociative dynamics will also been considered.

低能电子碰撞生物分子诱导其解离是生物体系电离辐射损伤中重要的物理化学过程，在此过程中，电子-分子共振态起着至关重要的作用。脂肪族氨基酸作为组成蛋白质和多肽的基本组成单元，研究它们的低能电子-分子碰撞反应过程具有重要的基础研究价值，对更好地预测和防护电离辐射损伤具有潜在的应用价值。我们利用从头算量子化学方法和R-矩阵量子散射方法，以甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和半胱氨酸这四种脂肪族氨基酸为研究对象，开展低能电子-分子共振态及其解离动力学的理论研究，从而获得上述分子的低能电子-分子共振态的参数和散射截面，着重揭示解离性电子贴附过程中的单键解离机制以及异构化效应对电子-分子共振态及其解离动力学的影响。

低能电子碰撞生物分子诱导其解离是生物体系电离辐射损伤中重要的物理化学过程，在此过程中，电子-分子共振态起着至关重要的作用。脂肪族氨基酸作为组成蛋白质和多肽的基本组成单元，研究它们的低能电子-分子碰撞反应过程具有重要的基础研究价值，对更好地预测和防护电离辐射损伤具有潜在的应用价值。我们利用从头算的量子散射计算方法开展了脂肪族氨基酸（丝氨酸及其异构体）和氨基氰的电子-分子共振态及其解离动力学的理论研究。获取了在低能电子-分子碰撞过程中形成的共振态的能量位置、宽度、截面等重要参数信息，揭示了电子分子共振态的一维解离动力学过程，发现了不同的共振态在电子贴附解离过程中的断键的选择机制，并很好地解释了低能电子贴附解离的实验结果，同时揭示了异构体下效应对于电子-分子共振态及其解离动力学的影响。