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新研究:生物体系中的质子转移受量子力学影响
新华社· 2025-05-16 21:59
量子生物学研究突破 - 以色列研究发现质子转移过程不仅受化学因素影响,还显著受电子自旋这一量子特性作用,为理解细胞内能量和信息传递提供新物理视角 [1] - 实验证实向溶菌酶晶体注入特定自旋方向电子会显著降低质子迁移率,直接证明生物系统中电子自旋与质子转移存在耦合关系 [1] - 该发现挑战了将质子转移视为纯粹化学过程的传统观点,表明生命体系能量与信息传递可能比先前认为的更具选择性和可控性 [2] 手性分子机制 - 研究揭示新机制与量子化学中"手性诱导的自旋选择性"效应一致,描述特定手性分子如何与不同自旋电子选择性相互作用 [2] - 手性分子在生物系统广泛存在,蛋白质、糖、DNA和RNA的基本单元如氨基酸、单糖和核苷酸均以单一手性存在 [1] 跨学科应用前景 - 研究为量子物理学与生物化学融合提供重要例证,印证生命现象中蕴含量子机制的可能性 [2] - 该耦合机制有助于开发控制细胞内信息传递的新型仿生技术,开辟量子生物学和仿生技术新研究方向 [1][2] - 实验局限在于使用纯化溶菌酶晶体,尚不清楚现象在活细胞复杂环境中的作用机制 [2]