基于红外光解离光谱的生物分子动力学研究

As the biological function is achieved by proteins, and the interaction between amino acid residues determine the secondary structure of proteins and directly affect the three-dimensional structure of proteins, therefore, molecular understanding of the absolute configurations and their molecular dynamics of the biomolecules (i.e., amino acids, peptides, and the aggregates) is of great significance not only for clarifying the mechanism of their interaction and structure-reactivity relationship, but also for revealing molecular identification of biological systems and information transmission, and is fundamental for further study of the interaction between biological macromolecules such as proteins and DNA molecules. This project is planned to study the absolute configurations and their molecular dynamics of a variety of amino acids, peptides and aggregates using infrared photodissociation spectroscopy and high-level theoretical methods, with the aims at discovering some important phenomena, regulating the molecular structures and properties of the biomolecules, and understanding the pathogenesis of protein misfolding.

由于生物功能是通过蛋白质来实现的，而各氨基酸残基之间的相互作用方式决定了蛋白质的二级结构，并且直接影响到蛋白质的三维结构，所以，在分子水平上研究氨基酸、多肽及聚合物等生物分子的绝对构型及其变化动力学不仅对于阐明其作用机制及结构与活性之间的关系，而且对于在分子水平上揭示生物体系分子识别、信息传递等的化学原理都具有非常重要的意义，是进一步研究生物大分子如蛋白质和DNA等分子之间相互作用的基础。本项目拟充分利用红外光解离光谱精确解析分子结构的特色，与高精度的理论计算相结合，以各种氨基酸、多肽及其聚合物为研究体系，测量生物分子的绝对构型及其变化动力学信息，发现生物分子动力学的一些现象和规律，实现对生物分子结构和性能的调控，帮助理解蛋白质的误折叠致病机理。

由于生物功能是通过蛋白质来实现的，而各氨基酸残基之间的相互作用方式决定了蛋白质的二级结构，并且直接影响到蛋白质的三维结构，所以，在分子水平上研究氨基酸、多肽及聚合物等生物分子的绝对构型及其变化动力学不仅对于阐明其作用机制及结构与活性之间的关系，而且对于在分子水平上揭示生物体系分子识别、信息传递等的化学原理都具有非常重要的意义，是进一步研究生物大分子如蛋白质和DNA等分子之间相互作用的基础。本项目利用红外光解离光谱和高精度的理论计算等方法，系统研究了金属离子与氨基酸序列的相互作用规律以及盐类极性分子在水和生物体内的溶解动力学过程，发现了生物分子动力学的一些有趣现象和规律，有助于理解蛋白质的误折叠致病机理。