>>蒋丽金书的介绍<<

 

 

  生物光化学是20世纪中期以来发展起来的一个新型跨学科领域。有别于经典的生物化学,它主要研究生物体或生物大分子光诱导的化学反应和物理过程。我们以竹红菌和海藻为材料,开展了天然色素和色素蛋白的生物光化学研究。竹红菌特产于我国云南,民间用于治疗某些疾病。我们从竹红菌中提取出了天然色素——竹红菌素,在其结构和功能的关系方面作了大量的基础研究,确认它是一种新型光动力光敏色素,极有可能开发成为一类新型的光动力抗肿瘤药物。与此同时,我们从多种海藻中提取出不同聚集体的海藻蛋白,开展了有关的生物光化学研究。藻类与高等植物具有相同的光合反应中心,但藻类具有不同于高等植物的强大的捕光天线系统,这正是藻类极强的生存生长能力和高效利用光能的原因。此方面研究工作的进展,必将推动光合作用的人工模拟和太阳能转换的高效人工系统的设计。


  本书概括了20年来在中国科学院感光化学研究所研究工作的成果,可分为两个方面,概述如下:


  天然色素是一个广泛的研究领域。由于它们低毒、低副作用等独特的优势,近年来在理想光动力光敏剂的探求中极受人们的重视。竹红菌素甲素在光照下单重态氧的量子产率高达0.8。众所周知,单重态氧是一种高反应活性的物质。正是利用其高反应活性实现对靶体的选择性杀伤。而且,在此种机制下,光敏剂恰似一种优良的催化剂:在光照下,光敏剂吸收光能跃迁到激发单重态,经系间窜越达到激发三重态。处于三重激发态的光敏剂将能量传递给基态氧分子(氧分子基态为三重态)而产生单重态氧。单重态氧分子再与目标靶分子反应。根据推算,一个光敏剂分子一分钟可以产生上千个单重态氧分子,因而可与上千个目标分子反应,因此具有高效率。另一方面,它在动物体内代谢快,代谢周期仅需几个小时(而目前临床应用的血卟啉类光敏剂则需一个月之久)。近两年来,我们在竹红菌素脂水兼溶和光疗窗口强吸收的衍生物的修饰方面取得了突破性进展。并在肿瘤细胞实验作为光动力农药的抗虫实验都取得了肯定的结果。为竹红菌素衍生物早日开发成光动力药物奠定了基础。


  藻类光合天线系统内含有多种色素蛋白:藻胆蛋白,在光合作用中执行捕光和传能的功能。通过蛋白辅基对色团的调制和不同类藻胆蛋白的巧妙搭配,使藻类天线系统形成由周边向核心快速(100皮秒之内)高效地捕光(具吸收遍及整个可见光谱)和传能(效率接近100%)系统。研究表明:光合天线系统可使光合作用效率提高两个数量级。因此,这方面的工作不仅是光合作用研究中的重要组成部分,同时也必将对光合作用人工模拟和太阳能转 换的高效人工系统的设计提出新想法。


  基础科学研究正在越来越紧密地与实际应用相结合。我们希望这些研究对我国光动力药物研究开发和对能量转换应用研究有所帮助和借鉴。