植物防晒霜分子的光动力学

【作者】 罗健； 韩克利；

【机构】 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室；

【摘要】 紫外线照射到生物体上会引起DNA损伤,相对于动物,植物所受的光照时间更长.为防止紫外线造成不良影响,十字花科植物表面均匀分布了一层苹果酸类似物(Sinapoyl Malate,SM),其为一种芥子酸(Sinapic Acid,SA)的脂衍生物,可有效将紫外线的能量耗散到环境中,从而防止紫外线的破坏作用.但是,在溶液环境中,SM抵抗紫外线损伤的机理尚不清楚.该研究团队利用飞秒瞬态吸收光谱技术和时间相关的密度泛函理论计算,发现在中性水溶液中,SM和SA都是去质子化的,它们吸收紫外线到达电子激发态后,会通过超快的光异构化方式内转换回到基态,有效地将紫外线的能量传递到环境中,避免了对遗传物质的伤害.但是,去质子化的SA发生光异构化后吸收紫外线的能力大大降低,而SM几乎没有变化,从而解释了自然选择SM作为防晒霜的原因.此外,该团队还发现处于质子化状态的SA能够在6个皮秒内通过反式-顺式光异构化的方式回到基态,生成的顺式产物也具有良好的吸收紫外线能力,为开发新型防晒霜指明了方向.更多还原