我们周围和内部,分子振动的一个精心设计的舞蹈是不断发生。你杯子里的水和血液细胞,周围的流体分子与环境交换能量。大分子,如血红素组的血红蛋白,可以用挥手回应,承受或激怒动作,说保罗冠军教授和主席物理系。这些运动也可以兴奋的飞秒激光脉冲在所谓的“非平稳相干态,“他的研究的宠儿。
冠军最近当选的美国协会科学促进会为他“杰出贡献生物分子的结构和动态使用新颖的激光技术。“这些技术允许冠军和他的研究小组调查这些非平稳相干态的方式从未成为可能。
“我很高兴,保罗的开创性工作已经从美国科学促进会认可这个荣誉的唯一科学的社会接受科学的全谱,用一个任务给公众带来杰出的科学,”穆雷说吉布森,院长大学的科学。
的pancake-shaped血红素分子冠军花了近20年的研究,这些低能量振动发生的飞机,好像有人设置振动鼓。
标准分析和光谱技术轰炸分子光学波更高频率(或能量),该探针构象,并允许单个原子之间的债券。交换能量的低能量振动与周围的环境完全隐藏在这些标准光谱分析方法。
但这些低能量振动是必要的生物分子相互作用和生化反应。例如,血红素分子氧是人体的主要转运体。它在血红蛋白结合氧,血液的功能单位,作为一个信号调节器结合一氧化氮。“各种各样的血红素组做的事情,包括重要biocatalytic反应,“冠军说。但是我们不能理解这些生物分子活动有效地利用热能使用标准,商用仪器。
所以,冠军构建自己的工具使用特殊的激光。“你通常认为激光纯,单一频率与一个波长,”他解释道。“但是当你使激光成为短,飞秒脉冲,脉冲变短,频率内容或带宽变大。”
这允许团队产生波长与频率差异非常善于激动人心的分子变成那些非平稳,低能量振动状态。从本质上讲,冠军是激光让他血红素煎饼在特定的方向,可以这么说。他研究了不同振动状态,以了解时,他们可能会改变蛋白质与其他蛋白质和它们是如何参与推动反应在壁垒形式产品。
“此,复杂和不完全理解主题关于基本粒子,如电子和质子是如何转移的生物系统,”他说。“我们知道他们转移的,但我们不知道大自然是如何调整自己去做如此有效和选择性地。”
例如,冠军认为有一种振动,帮助打开或关闭一个血红素的能力给另一种蛋白质或接收一个电子。这是冠军的类型是可以研究飞秒脉冲激光光束。
美国科学促进协会(AAAS)是世界上最大的通用科学社会,为1000万人提供服务。AAAS同伴的传统始于1874年,荣誉成员为他们的科学或社会杰出努力推进科学及其应用。
