Proteiner är avgörande för att underlätta laddningstransport (CT) kedjereaktioner, både inom enskilda proteiner och mellan proteiner. Att förstå CT i proteiner är avgörande för biologiska processer och utvecklingen av bioelektroniska enheter. Medan tidigare forskning har fokuserat på CT inom proteiner, har mindre uppmärksamhet ägnats åt interprotein CT. Nyligen genomförda studier tyder på att specifika interaktioner mellan proteiner stabiliseras av gränssnittsaminosyror, vilket potentiellt förmedlar CT mellan proteiner.

I en ny studie publicerad i Nano Letters , Guo och kollegor från Wuhan University har föreslagit en exakt kontrollerad plattform för att undersöka rollerna för gränssnittsaminosyror i interprotein-CT med hjälp av molekylära fasta tillståndsövergångar.

Detta innovativa tillvägagångssätt kombinerar molekylär självmontering med solid state-tekniker för att känsligt återspegla variationer i molekylär sammansättning och konformation utan ytterligare märkning. Genom att konstruera väldefinierade självmonterade monolager (SAM) av peptider immobiliserade med cytokrom c (Cyt c) monolager skapade forskarna ett modellsystem för att studera protein–proteininteraktioner.

Genom noggranna experimenterande visade forskarna de avgörande rollerna för gränssnittsaminosyror för att underlätta effektiv CT. Genom att modulera gränssnittsmiljön kunde de reglera energibarriären för CT och exakt kontrollera orienteringen av immobiliserad Cyt c. Studien avslöjade att olika aminosyrasammansättningar vid peptidterminalen resulterade i signifikanta skillnader i CT-effektivitet, vilket understryker vikten av gränssnittsaminosyror för att förmedla CT över proteiner.

Dessutom gav studien insikter i orienteringen av immobiliserad Cyt c på peptid SAM och dess korrelation med CT-effektivitet. Genom att analysera energibarriärer och kopplingsstyrkor hos peptid-Cyt c-övergångar identifierade forskarna det invecklade samspelet mellan gränssnittsaminosyror, proteinorientering och CT-effektivitet.

Sammantaget förbättrar denna forskning avsevärt vår förståelse av interprotein-CT och erbjuder ett värdefullt verktyg för att studera rollen av gränssnittsaminosyror för att förmedla CT över proteiner. Fynden har implikationer för att designa bioelektroniska enheter och belysa de grundläggande principerna bakom biologisk laddningstransport.

Mer information: 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

Journalinformation: Nanobokstäver

Tillhandahålls av Wuhan University