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dc.contributor.author
Díaz Mirón, Gonzalo  
dc.contributor.author
Semelak, Jonathan Alexis  
dc.contributor.author
Grisanti, Luca  
dc.contributor.author
Rodriguez, Alex  
dc.contributor.author
Conti, Irene  
dc.contributor.author
Stella, Martina  
dc.contributor.author
Velusamy, Jayaramakrishnan  
dc.contributor.author
Seriani, Nicola  
dc.contributor.author
Došlić, Nadja  
dc.contributor.author
Rivalta, Ivan  
dc.contributor.author
Garavelli, Marco  
dc.contributor.author
Estrin, Dario Ariel  
dc.contributor.author
Kaminski Schierle, Gabriele S.  
dc.contributor.author
González Lebrero, Mariano Camilo  
dc.contributor.author
Hassanali, Ali  
dc.contributor.author
Morzan, Uriel N.  
dc.date.available
2025-02-26T10:06:49Z  
dc.date.issued
2023-11  
dc.identifier.citation
Díaz Mirón, Gonzalo; Semelak, Jonathan Alexis; Grisanti, Luca; Rodriguez, Alex; Conti, Irene; et al.; The carbonyl-lock mechanism underlying non-aromatic fluorescence in biological matter; Nature; Nature Communications; 14; 1; 11-2023; 1-13  
dc.identifier.issn
2041-1723  
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/255196  
dc.description.abstract
Challenging the basis of our chemical intuition, recent experimental evidencereveals the presence of a new type of intrinsic fluorescence in biomoleculesthat exists even in the absence of aromatic or electronically conjugated che-mical compounds. The origin of this phenomenon has remained elusive so far.In the present study, we identify a mechanism underlying this new type offluorescence in different biological aggregates. By employing non-adiabatic abinitio molecular dynamics simulations combined with a data-driven approach,we characterize the typical ultrafast non-radiative relaxation pathways activein non-fluorescent peptides. We show that the key vibrational mode for thenon-radiative decay towards the ground state is the carbonyl elongation. Non-aromatic fluorescence appears to emerge from blocking this mode with stronglocal interactions such as hydrogen bonds. While we cannot rule out theexistence of alternative non-aromatic fluorescence mechanisms in other sys-tems, we demonstrate that this carbonyl-lock mechanism for trapping theexcited state leads to the fluorescence yield increase observed experimentally,and set the stage for design principles to realize novel non-invasive bio-compatible probes with applications in bioimaging, sensing, andbiophotonics.  
dc.format
application/pdf  
dc.language.iso
eng  
dc.publisher
Nature  
dc.rights
info:eu-repo/semantics/openAccess  
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/  
dc.subject
fluorescence  
dc.subject
TD-DFT  
dc.subject
QM-MM  
dc.subject.classification
Física Atómica, Molecular y Química  
dc.subject.classification
Ciencias Físicas  
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS  
dc.title
The carbonyl-lock mechanism underlying non-aromatic fluorescence in biological matter  
dc.type
info:eu-repo/semantics/article  
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo  
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion  
dc.date.updated
2024-11-25T11:12:44Z  
dc.journal.volume
14  
dc.journal.number
1  
dc.journal.pagination
1-13  
dc.journal.pais
Reino Unido  
dc.journal.ciudad
Londres  
dc.description.fil
Fil: Díaz Mirón, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Semelak, Jonathan Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Grisanti, Luca. Ruder Bošković Institute; Croacia  
dc.description.fil
Fil: Rodriguez, Alex. The Abdus Salam. International Centre for Theoretical Physics; Italia  
dc.description.fil
Fil: Conti, Irene. Università di Bologna; Italia  
dc.description.fil
Fil: Stella, Martina. The Abdus Salam. International Centre for Theoretical Physics; Italia  
dc.description.fil
Fil: Velusamy, Jayaramakrishnan. University of Cambridge; Estados Unidos  
dc.description.fil
Fil: Seriani, Nicola. The Abdus Salam. International Centre for Theoretical Physics; Italia  
dc.description.fil
Fil: Došlić, Nadja. Ruder Bošković Institute; Croacia  
dc.description.fil
Fil: Rivalta, Ivan. Università di Bologna; Italia  
dc.description.fil
Fil: Garavelli, Marco. Università di Bologna; Italia  
dc.description.fil
Fil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Kaminski Schierle, Gabriele S.. University of Cambridge; Estados Unidos  
dc.description.fil
Fil: González Lebrero, Mariano Camilo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina  
dc.description.fil
Fil: Hassanali, Ali. The Abdus Salam. International Centre for Theoretical Physics; Italia  
dc.description.fil
Fil: Morzan, Uriel N.. The Abdus Salam. International Centre for Theoretical Physics; Italia  
dc.journal.title
Nature Communications  
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-42874-3