7月4日，美国俄亥俄州州立大学物理学讲席教授、化学与生物化学教授仲冬平应邀做客理学院第122期科学大讲堂，以“蛋白质性质和功能的超快生物动力学表征(Ultrafast Biological Dynamics for Protein Properties and Functions)”为题，通过丰富的案例，与在场师生分享他的科研工作。讲座由副校长、理学院院长杨学明院士主持

仲冬平，美国俄亥俄州州立大学物理学讲席教授、化学与生物化学教授，美国科学促进会会士、美国物理学会会士。他的研究领域包括生物光酶、光受体、蛋白质分子相互作用和超快蛋白质电子转移动力学。曾获华人物理学会“杰出青年研究奖”，Parkward Foundation Award，Herbert Newby McCoy Award等多项荣誉。

讲座现场

报告中，仲冬平教授深入浅出地介绍了近十年来他的工作小组对于蛋白质结构以及反应动力学研究的最新进展。他从蛋白质的结构讲起，通过蛋白质结构与化学反应相关过程的时间尺度，介绍蛋白质分子的动力学。其中，他主要介绍了光-酶动力学(Photoenzymes Dynamics)，光受体(Photoreceptors)动力学以及蛋白质受体反应动力学(主要讲了蛋白质水合Protein Hydration)。对于光-酶反应动力学，仲冬平教授主要介绍了DNA-光酶，生物身上的DNA无时无刻都在损坏，而DNA-光酶对于修复DNA损坏有着非常重要的作用。他介绍了自己二十多年来对于裂解酶家族的研究，从哺乳动物到细菌，不同类型的动物拥有的裂解酶不同。分为Class Ⅰ和Class Ⅱ两种类型，但是人体中缺乏一种多数动物甚至植物带有的能够修复严重太阳灼伤的光解酶。其课题组的研究显示，光解酶能够打断这些错位的化学键，让DNA的原子重新回到原来的位置。修复完成后，DNA螺旋链自动向光解酶发射出电子和质子，让光解酶恢复原状并能继续修复其他受损的DNA。由于在这个酶的反应过程中涉及光-电子转移过程，因此仲冬平教授通过改变吸收光的波长，逐渐将DNA修复这一过程反应的动力学过程解析出来。除此之外，他还做了活性位点 (achieve-site) 和电子隧穿通道(tunneling pathway)相关的研究，从多个角度解析了DNA修复的动力学过程。

讲座现场

仲冬平教授介绍了自己在紫外光受体上的研究。紫外光对于生物都有危害，但是随着科学研究的推进，研究团队发现了紫外光的光受体蛋白，他介绍了紫外光受体蛋白的结构，以及这一结构的复杂度对于能量转移的实验探究的挑战。研究团队通过超快的荧光过程（20ps-200fs），成功将光受体蛋白中的能量转移过程表征出来，并从能量转移过程中发现了蛋白中的电子转移过程，以及相应的量子化学理论计算的研究过程。                           

在讲座中，仲冬平教授还介绍了对于蛋白质水合化的研究，研究团队从Apomorphine蛋白开始研究，通过研究得到了蛋白和水反应的相关方程，而这一方程能够解释蛋白质表面的亲水，疏水等性质的来源。除此之外，他还探究了蛋白和蛋白表面水的相互作用，可以得到蛋白表面水的作用的时间尺度。此外，他还做了生物机器，利用生物蛋白的结构变化来探究生物蛋白和水的反应。

在问答互动环节中，现场师生就光酶反应动力学、光受体蛋白结构、蛋白质水合过程反应动力学等方面踊跃提问，仲冬平教授一一进行了详细解答。

讲座最后，杨学明院士为仲冬平教授颁发理学院科学大讲堂荣誉证书。

颁发荣誉证书