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太阳导致量子三重态威胁人体DNA

2014年10月28日08:38    来源:中国科学报    手机看新闻
原标题:太阳导致量子三重态威胁人体DNA

  瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究者日前展示了小型蛋白质是如何在紫外光的照射下分解为量子三重态的。量子三重态是一种具有活性的状态,它所能造成的危害大于蛋白质分子分裂破碎所导致的结果。10月21日,该项研究成果发表在美国物理联合会出版的《化学物理学报》期刊上。

  研究者用紫外激光照射气相的肽分子——酪氨酸和苯基丙氨酸,这些蛋白质都是人体内具有吸光性能的氨基酸分子。随后,研究者使用紫外到红外的光谱技术观察这些分子, 研究它们的结构随时间的变化。最终发现有些分子在紫外光的照射下不是直接分解,而是形成了中间过渡的量子三重态。

  一般情况下,分子的自旋是配对的。也就是说如果两个电子同时出现,一个自旋指向一个方向,另一个则指向相反的方向。但是在某种情况下,电子的自旋可以翻转从而使两个电子的自旋都在同一个方向上。这种状态叫作量子三重态。

  研究人员指出,因为电子的结构可以影响分子对外界的反应,了解电子经历三重态,有助于人们对分子光致损害的潜在后果有更深一步的了解。

  “三重态存在的时间很长,并且参与有害的化学反应。”文章作者、物理化学家Aleksandra Zabuga如是说,“三重态分子可以将它们的能量传递给附近的氧原子,从而产生高度活性的单态氧或者其他的自由基。这些自由基会围绕在细胞周围,对DNA造成破坏,比肽的分裂碎片要危险得多。”

  。(郑金武 张铮铮)

(责编:郭方园(实习生)、赵竹青)


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