Amino acids are essential to all life. However, our understanding of some aspects of their intrinsic structure, molecular chemistry, and electronic structure is still limited. In particular the nature of amino acids in their crystalline form, often essential to biological and medical processes, faces a lack of knowledge both from experimental and theoretical approaches. An important experimental technique that has provided a multitude of crucial insights into the chemistry and electronic structure of materials is x-ray photoelectron spectroscopy. While the interpretation of spectra of simple bulk inorganic materials is often routine, interpreting core level spectra of complex molecular systems is complicated to impossible without the help of theory. We have previously demonstrated the ability of density functional theory to calculate binding energies of simple amino acids, using ΔSCF implemented in a systematic basis set for both gas phase (multiwavelets) and solid state (plane waves) calculations. In this study, we use the same approach to successfully predict and rationalise the experimental core level spectra of phenylalanine (Phe), tyrosine (Tyr), tryptophan (Trp), and histidine (His) and gain an in-depth understanding of their chemistry and electronic structure within the broader context of more than 20 related molecular systems. The insights gained from this study provide significant information on the nature of the aromatic amino acids and their conjugated side chains.

氨基酸是所有生命必不可少的。但是，我们对它们的固有结构，分子化学和电子结构的某些方面的理解仍然有限。特别是通常对生物学和医学过程必不可少的晶体形式氨基酸的性质，既缺乏实验方法，也缺乏理论方法的知识。X射线光电子能谱是一项重要的实验技术，它对材料的化学和电子结构提供了许多关键的见解。尽管简单地解释简单的块状无机材料的光谱通常是常规的，但是如果没有理论的帮助，解释复杂分子系统的核心能级光谱将变得复杂甚至不可能。先前我们已经证明了密度泛函理论能够使用ΔSCF（在气相（多小波）和固态（平面波）计算的系统基础集中实现）来计算简单氨基酸的结合能。在这项研究中，我们使用相同的方法成功预测并合理化了苯丙氨酸（Phe），酪氨酸（Tyr），色氨酸（Trp）和组氨酸（His）的实验核心能级光谱，并对它们的化学性质有深入的了解以及20多个相关分子系统的更广泛背景下的电子结构。从这项研究中获得的见解提供了有关芳香族氨基酸及其共轭侧链性质的重要信息。使用在系统基础上实现的ΔSCF来进行气相（多小波）和固态（平面波）计算。在这项研究中，我们使用相同的方法成功预测并合理化了苯丙氨酸（Phe），酪氨酸（Tyr），色氨酸（Trp）和组氨酸（His）的实验核心能级光谱，并对它们的化学性质有深入的了解以及20多个相关分子系统的更广泛背景下的电子结构。从这项研究中获得的见解提供了有关芳香族氨基酸及其共轭侧链性质的重要信息。使用在系统基础上实现的ΔSCF进行气相（多小波）和固态（平面波）计算。在这项研究中，我们使用相同的方法成功预测并合理化了苯丙氨酸（Phe），酪氨酸（Tyr），色氨酸（Trp）和组氨酸（His）的实验核心能级光谱，并对它们的化学性质有深入的了解以及20多个相关分子系统的更广泛背景下的电子结构。从这项研究中获得的见解提供了有关芳香族氨基酸及其共轭侧链性质的重要信息。和组氨酸（His），并在20多个相关分子系统的更广泛范围内深入了解其化学和电子结构。从这项研究中获得的见解提供了有关芳香族氨基酸及其共轭侧链性质的重要信息。和组氨酸（His），并在20多个相关分子系统的更广泛范围内深入了解其化学和电子结构。从这项研究中获得的见解提供了有关芳香族氨基酸及其共轭侧链性质的重要信息。