опубликована в журнале ACS Nano....

" /> Ученые создали светособирающие наноантенны из белков Версия для слабовидящих
Ученые создали светособирающие наноантенны из белков Печать Email
Новости об инновациях
10.12.2015

Ученым из Китая удалось создать самособирающиеся белковые нанопровода, которые могут запасать и передавать энергию наподобие светособирающих комплексов у бактерий. Авторы считают, что такие структуры могут найти применение в биосовместимых искусственных преобразователях энергии. Статья опубликована в журнале ACS Nano.

В бактериях светособирающие комплексы ответственны за поглощение света и передачу энергии на реакционные центры с помощью различных механизмов. В качестве такой чувствительной «антенны» у некоторых бактерий выступают кольцеобразные структуры — LH2 комплексы — в состав которых входят молекулы пигментов. Авторы новой работы решили «скопировать» природные механизмы запасания энергии, используя похожий по структуре кольцевидный белок SP1. К нему ученые прикрепили хромофоры и собрали протяженную стержнеобразную структуру, способную передавать энергию от одного конца стержня к другому.

SP1 состоит из 12 субъединиц, связанных между собой гидрофобными взаимодействиями (склонностью отталкиваться от воды). Гидрофильные (притягивающиеся к воде) стороны этих белков обращены наружу таким образом, что образуется двуслойная кольцеобразная структура, состоящая из 6 сегментов. В нейтральной среде поверхность белка оказывается отрицательно заряженной, что позволяет использовать электростатические взаимодействия для связывания SP1 в различные сложные структуры.

Вверху – образование мицелл из молекул ПАВ. Внизу слева – структура белка SP1, справа – нанопровод, состоящий из белков (показаны голубым цветом) и мицелл (желтым). Изображение: Hongcheng Sun et al. / ACS Nano, 2015

В качестве такого положительно-заряженного«связывающего» звена могут выступать мицеллы — шарообразные структуры, которые образуются в растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ). Концы длинных органических молекул ПАВ обладают разными свойствами по отношению к растворителям: один из них гидрофобен, а другой гидрофилен. Таким образом, в водных растворах молекулы будут стремиться расположится так, чтобы гидрофильные концы были обращены к воде, а гидрофобные не имели с ней контакта. Один из вариантов — образование шароообразной структуры (мицеллы), в которой все гидрофобные концы обращены внутрь. Размеры мицелл очень легко варьировать за счет концентрации ПАВ в растворе.

Авторы работы показали, что в присутствии мицеллы, два белка SP1 стремятся образовать «сэндвич» с ней посередине. Образование «сэндвича», в свою очередь, запускает самопроизвольный процесс присоединения других мицелл и белков к структуре. В результате происходит самосборка нанопровода, в котором чередуются молекулы белка и мицеллы.

Модифицирование нанопровода с прикрепленными донорных (DPA-Br) и акцепторных (EY) хромофоров, прикрепляемых к белку и мицеллам. Изображение: Hongcheng Sun et al. / ACS Nano, 2015

Затем ученые прикрепили донорные и акцепторные хромофоры, соответственно, кSP1 и мицеллам в стержне. Измерения показали, что поглощенная энергия квантов света может курсировать между донорными центрами по кольцу SP1, а затем передаваться на акцепторный центр, прикрепленный к мицелле.Авторы работы утверждают, что эффективность передачи энергии по проводу довольно высока (59% при передаче соседнему донору и 52% – от донора к акцептору), что может найти применении в биосовместимых искусственных преобразователях солнечной энергии.

Ранее ученые показали возможность формирования нанопроводов из SP1 с помощью положительно-заряженных квантовых точек — наночастиц CdTe, и сложных органических структур — дендримеров. Но размеры квантовых точек и дендримеров довольно сложно контролировать, из-за чего в растворе всегда существует набор частиц, значительно отличающихся по диаметру. Нанопровода, собранные из них и SP1,имеют изломы и дефекты, а это, в свою очередь, сказывается на их способности передавать энергию.

Автор: Екатерина Митрофанова

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/uchenye-sozdali-svetosobirayushchie-nanoantenny-iz-belkov

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта