【醫學百科●量子生物學】

楊籍富

【醫學百科●量子生物學】

 

拼音liàngzǐshēngwùxué

英文參考Quantumbiology量子生物學是應用量子力學的理論與方法

 

研究生命物質與生命過程的現代生命科學的分支學科。

 

是生命科學從分子生物學向更深一個層次一一電子水平發展的邏輯必然，同時是量子力學特別是量子化學向分子生物學移植滲透的結果。

 

20世紀建立起來的量子力學是現代物理學的理論基礎之一，量子力學應用于研究簡單分子導致量子化學的建立，其成就又吸引人們分析具有生物學活性的一些分子，如具有致癌活性的芳香烴、激素以及藥物等，并試圖尋找這些物質的電子結構與生物學作用間的聯系。

 

從生物學這方面看，1902年提出了“突變”概念，突變和不連續變化有密切聯系。

 

這是量子力學和生物學在電子層次上的共同語言。

 

1944年薛定諤在所著《生命是什么》一書中詳盡闡述了“突變是一種量子過程”的觀點，同時指出遺傳物質是一種有機分子，遺傳性狀以“密碼”形式經染色體而傳遞等設想。

 

分子生物學的研究離不開分子間的相互作用，這種作用必然涉及外層電子的行為，而能精確描述電子行為的手段是量子力學和量子化學。

 

這就是量子生物學產生的必然。

 

量子生物學的研究內容涉及分子生物學的全部問題，實質在于從電子層次上揭示分子水平的機理。

 

可歸納為以下幾個方面：（1）分子間相互作用的研究。

 

屬量子生物學的基礎，是了解大分子結構、構象、作用方式與識別等的根據。

 

其任務是研究存在于分子內與分子間的各種強力與弱力的性質。

 

（2）生物分子的電子結構與反應活性。

 

這是60年代前后量子生物學的主要研究領域，用較簡單的近似方法

 

對一些較簡單的體系如藥物、致癌物、激素，核苷酸、氨基酸，ATP、輔酶等進行計算。

 

了解其電子結構，經與生物活性比較，找出電子結構與生物活性間的關系。

 

（3）生物大分子的構象與功能研究。

 

首先指蛋白質、核酸等大分子的空間結構，在水溶液中和水分子的相互作用與構象，以及在功能活動中的構象變化。

 

這一部分涉及到許多生物學的根本問題，如DNA的復制、突變的產生以及酶如何起催化作用等。

 

 

引用：http://big5.wiki8.com/liangzishengwuxue_119446/