北京大学化学与分子工程学院盖锋

shadan

盖锋（Feng Gai）
教授，博士生导师
研究方向：物理化学，生物物理，分子光谱
办公室：A626
办公室电话：010-62752665
电子信箱：fgai@pku.edu.cn
课题组网站:www.chem.pku.edu.cn/gailab
学术简历:
2021.12 – 至今 北京大学讲席教授，北京大学化学与分子工程学院
2014.7 – 2021.10 Edmund J. and Louise W. Kahn Term Professor，宾夕法尼亚大学化学系
1999.8 – 2021.10 助理教授，副教授，教授，宾夕法尼亚大学化学系
1997.6 – 1999.7 博士后，洛斯阿拉莫斯国家实验室
1994.10 – 1997.5 博士后，哈佛大学化学系
1989.7 – 1994.9 博士，爱荷华州立大学化学系
1986.8 – 1989.6 讲师，清华大学化学系
1983.9 – 1986.6 硕士，北京大学化学系
1979.9 – 1983.6 学士，北京大学化学系
研究领域及兴趣：
应用基于分子振动和电子跃迁的线性和非线性光谱技术在分子层面上研究生物大分子的折叠机理、结构、构象动力学、功能以及它们之间的关系。目前的研究方向包括：
发展基于非天然氨基酸的光谱探针；
发展基于能量或电子转移的分子尺；
研究各种环境条件对生物分子的折叠、聚集、反应、和动力学的影响；
用非天然氨基酸调控生物化学反应；
发展基于散射的多维振动光谱技术；
发展基于化学反应的成像技术。
荣誉
Bayer Endowed Chair, Bayer-PKU Center for Translational Research (2021)
Peking University Chair Professor (2021)
Molecular Science Frontier Lecture Professorship, Institute of Chemistry, CAS (2016)
American Chemical Society Philadelphia Section Award (2014)
Alumni Excellence Award, Department of Chemistry, Iowa State University (2014)
Edmund J. and Louise W. Kahn Term Professor of Chemistry, UPenn (2014)
Fellow of the American Association for the Advancement of Science (2012)
Fellow of the American Physical Society (2011)
National Science Foundation CAREER Award (2001)
Research Innovation Award, Research Corporation (2000)
Director’s Postdoctoral Fellowship, Los Alamos National Lab (1997)
Zaffarano Prize for Graduate Student Research, Iowa State University (1994)
Henry Gilman Fellowship, Department of Chemistry, Iowa State University (1993)
Phillips Fellowship, Department of Chemistry, Iowa State University (1992)
代表性论文：(Perspective and Review)

• Tryptophan as a template for development of visible fluorescent amino acids. A. Acharyya, W. K. Zhang, and F. Gai. J. Phys. Chem. B 2021 125, 5458–5465.
• Infrared and fluorescence assessment of protein dynamics: From folding to function. B. Ding, M. R. Hilaire, and F. Gai. J. Phys. Chem. B 2016 120, 5103−5113.
• Biomolecular crowding arising from small molecules, molecular constraints, surface packing, and nano-confinement.  M. R. Hilaire, R. M. Abaskharon, and F. Gai.  J. Phys. Chem. Lett. 2015 6, 2546−2553.
• Site-specific infrared probes of proteins.  J. Q. Ma, I. M. Pazos, W. K. Zhang, R. M. Culik, and F. Gai.  Annu. Rev. Phys. Chem. 2015 66, 357–77.
• Spectroscopic studies of protein folding:  Linear and nonlinear methods.  A. L. Serrano, M. M. Waegele, and F. Gai. Prot. Sci. 2012 21, 157-170.
• Site-specific spectroscopic reporters of the local electric field, hydration, structure, and dynamics of biomolecules.  M. M. Waegele, R. M. Culik, and F. Gai. J. Phys. Chem. Lett. 2011 2, 2598–2609.
  

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氰基（CN）官能团广泛存在于天然产物与合成的化学或生物分子中。氰基伸缩振动特性对其临近的分子结构以及外部环境具有较强的依赖性。氰基伸缩振动光谱区间与其他基团的光谱区间重叠较少并且是一个很好的局域振动模式。因此，氰基作为一种红外光谱探针，在化学和生物学研究领域被广泛应用。例如，多种含氰基的氨基酸衍生物已被用于研究蛋白质构象动力学、蛋白质水合作用、蛋白质电场、蛋白质-配体相互作用、酶反应等。

         为了进一步拓展氰基的光谱应用，通过研究4-氰基吲哚和4-氰基-7-氮吲哚的瞬态吸收光谱，北京大学化学与分子工程学院盖锋课题组和北京师范大学张文凯课题组的研究发现，分子被光激发到激发态后，氰基的伸缩振动频率被显著改变，摩尔消光系数显著增大（约10倍）。他们在研究中发现，电子激发态的溶剂弛豫效应不仅导致了摩尔消光系数的增加，而且改变了振动频率，这种改变是由溶质和溶剂分子的性质共同决定的。他们的研究结果表明，溶剂弛豫可以不同程度地影响氰基的局部环境及其与吲哚环的共轭。具有重要指导意义的是，他们证明并指出氰基伸缩振动可作为涉及芳腈的电荷/电子转移过程的灵敏红外探针。
         这项研究成果近期发表于《物理化学快报》（The Journal of Physical Chemistry Letters）。论文的共同通讯作者为北京大学化学与分子工程学院盖锋教授和北京师范大学张文凯教授。其他作者包括北京师范大学物理学院博士研究生刘劲松、北京大学化学与分子工程学院副研究员冯冉冉、北京师范大学博士后周梁。这项工作得到了国家自然科学基金委、北京分子科学国家研究中心和北京大学的支持。
          原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.2c02418