Interfaciale aminosyrers rolle i udformningen af ​​bio-elektronisk kommunikation mellem proteiner

Proteiner er afgørende for at lette ladningstransport (CT) kædereaktioner, både inden for individuelle proteiner og mellem proteiner. At forstå CT i proteiner er afgørende for biologiske processer og udviklingen af ​​bioelektroniske enheder. Mens tidligere forskning har fokuseret på CT inden for proteiner, er der blevet givet mindre opmærksomhed til inter-protein CT. Nylige undersøgelser tyder på, at specifikke interaktioner mellem proteiner stabiliseres af grænsefladeaminosyrer, hvilket potentielt medierer CT mellem proteiner.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Nano Letters , Guo og kolleger fra Wuhan University har foreslået en præcist styret platform til at undersøge rollerne af grænsefladeaminosyrer i inter-protein CT ved hjælp af solid-state molekylære forbindelser.

Denne innovative tilgang kombinerer molekylær selvsamling med solid-state-teknikker for følsomt at afspejle variationer i molekylær sammensætning og konformation uden yderligere mærkning. Ved at konstruere veldefinerede selvsamlede monolag (SAM'er) af peptider immobiliseret med cytochrom c (Cyt c) monolag skabte forskerne et modelsystem til at studere protein-protein-interaktioner.

Gennem omhyggelige eksperimenter demonstrerede forskerne de afgørende roller af grænsefladeaminosyrer i at lette effektiv CT. Ved at modulere grænseflademiljøet var de i stand til at regulere energibarrieren for CT og præcist kontrollere orienteringen af ​​immobiliseret Cyt c. Undersøgelsen afslørede, at forskellige aminosyresammensætninger ved peptidterminalen resulterede i signifikante forskelle i CT-effektivitet, hvilket understreger betydningen af ​​grænsefladeaminosyrer til at mediere CT på tværs af proteiner.

Desuden gav undersøgelsen indsigt i orienteringen af ​​immobiliseret Cyt c på peptid SAM'er og dens korrelation med CT-effektivitet. Ved at analysere energibarrierer og koblingsstyrker af peptid-Cyt c-forbindelser identificerede forskere det indviklede samspil mellem grænsefladeaminosyrer, proteinorientering og CT-effektivitet.

Samlet set fremmer denne forskning betydeligt vores forståelse af inter-protein CT og tilbyder et værdifuldt værktøj til at studere grænsefladeaminosyrernes rolle i at mediere CT på tværs af proteiner. Resultaterne har betydning for design af bioelektroniske enheder og belysning af de grundlæggende principper bag biologisk ladningstransport.

Flere oplysninger: Yongkang Zhang et al., Deciphering the Rolls of Interfacial Amino Acids in Inter-Protein Charge Transport, Nano Letters (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.4c00164

Journaloplysninger: Nanobreve

Leveret af Wuhan University