蛋白质紫外共振拉曼光谱的QM/MM多尺度理论研究

项目名称： 蛋白质紫外共振拉曼光谱的QM/MM多尺度理论研究

项目编号： No.21403300

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 任浩

作者单位： 中国石油大学（华东）

项目金额： 25万元

中文摘要： 近年来，紫外共振拉曼（UVRR）光谱在蛋白质二级结构表征和折叠动力学中的应用日益广泛，相关理论研究却进展缓慢。其原因在于UVRR牵涉到了电子激发和分子振动两种物理过程。电子激发只能用量子力学描述，而蛋白质分子的大小远远超出了目前量子化学能处理的尺度范围。本项目将结合量子力学和分子力学方法，发展一种能够描述蛋白质电子—振动耦合的多尺度模拟方法，用于蛋白质UVRR的计算。在此基础上，我们将对该领域的如下基础问题进行研究：肽链UVRR信号的线性加和性；典型二级结构在不同溶液环境下的特征UVRR谱；芳香侧链在不同化学环境下的特征UVRR峰及变化规律，探讨其作为蛋白质二级结构“探针”的微观机理；某些蛋白质折叠态的二维受激UVRR图样，及其在蛋白质折叠动力学中的应用等。通过本项目的研究，我们将实现计算蛋白质UVRR的多尺度模拟方法，揭示蛋白质UVRR实验现象的机理，为进一步的实验和应用提供理论指导。

中文关键词： 电子振动耦合；从头计算；共振拉曼；超快光谱；非线性光学响应

英文摘要： Recently, UV resonance Raman (UVRR) spectroscopy has been widely used in the study of protein secondary structure characterization and folding dynamics. However, the theoretical description of protein UVRR is in its infancy. UVRR involves electronic excit

英文关键词： vibronic coupling；ab-initio calculation；resonance Raman；ultrafast spectroscopy；nonlinear optical response