Przeniesienie elektronów dalekiego zasięgu poprzez wiązania wodorowe – Pierwszy artykuł w PNAS w historii IChO PAN

12/03/2021

Prof. Daniel Gryko, wspólnie ze współpracownikami z ICHO PAN (Prof. Agnieszka Szumna, Dr Olga Staszewska-Krajewska, Dr. Hanna Jędrzejewska) oraz z Kalifornii (Prof. Harry Gray, Prof. Valentine Vullev) odkrył w jaki sposób może zachodzić przeniesienie elektronów dalekiego zasięgu. Pierwszym autorem pracy jest Rafał Orłowski. Odkrycie zostało opublikowane w prestiżowym Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS).

Przeniesienie elektronów dalekiego zasięgu przenika biologię, chemię i inżynierię, ponieważ ma kluczowe znaczenie dla procesów podtrzymujących życie, przemian chemicznych, konwersji energii, systemów elektronicznych i technologii fotonicznych. Wyjaśnienie, co rządzi szybkością przeniesienia elektronów, ma nie tylko ogromne znaczenie dla zrozumienia przepływu energii w biologii, ale może być też pomocne w projektowaniu i konstruowaniu urządzeń elektronicznych. Prof. Gryko ze współpracownikami odkrył ultraszybkie przeniesienie elektronów (ET) od donora do akceptora, połączonych układem 20 wiązań kowalencyjnych. Chociaż takie duże odległości pomiędzy chromoforami uniemożliwiają ET, uczeni zaobserwowali pikosekundowe procesy ET z ilościowymi wydajnościami kwantowymi, na których kinetykę nie ma większego wpływu zmniejszanie liczby aminokwasów w łączniku. Połączenie NMR, dichroizmu kołowego i obliczeń kwantowomechanicznych ujawnia, że wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe zbliżają do siebie donor (korol) i akceptor (perylenodiimid) w architekturze molekularnej „w kształcie skorpiona”, umożliwiając w ten sposób przeniesienie elektronów. Ten rewolucyjny rezultat pokazuje, że krótkie peptydy, zawierające zaledwie cztery reszty aminokwasowe, zapewniają sieć wiązań wodorowych, która może pośredniczyć w przenoszeniu elektronów z niezwykle wysoką wydajnością. Praca ta nie tylko zmienia spojrzenie na projektowanie cząsteczek, w których zachodzi przeniesienie elektronu, ale także sugeruje motywy strukturalne pośredniczące w ET w białkach.

Szczegóły: https://doi.org/10.1073/pnas.2026462118

No Comments

Comments are closed.

Skip to content