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J-GLOBAL ID：201802243779144404   整理番号：18A0972571

蛋白質分子コンダクタンスに及ぼす鉄ドーピングの影響【JST・京大機械翻訳】

Effect of iron doping on protein molecular conductance

著者 (4件)： Lebedev Nikolai (Center for Bio-Molecular Science and Engineering, U.S. Naval Research Laboratory, Washington, DC 20375, USA. [e-mail]) ,  Griva Igor ,  Blom Anders ,  Tender Leonard M.
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 20  号： 20  ページ： 14072-14081  発行年： 2018年 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 蛋白質分子コンダクタンスは,革新的な柔軟な生体適合性ナノスケール電子デバイスおよびスマートハイブリッド材料の構築の可能性に対する研究者から注目を集めている。蛋白質の複雑さのために,蛋白質の伝導性の大部分の評価は,蛋白質の分子軌道エネルギーレベルと空間分布を,電極との蛋白質相互作用を解析することなく,電子移動(ET)の速度を計算することなく,簡単に推定することに基づいている。本研究では,著者らの密度汎関数理論(DFT)解析において,非平衡Green関数(NEGF)に基づくアプローチを含めて,電極との分子相互作用,電極材料の役割,Fermi準位,電子エネルギー準位の熱分布,分子と電極間の結合効率などの計算を可能にした。これまで研究された蛋白質と比較して,主に人工ペプチド,ヘム含有チトクローム,および細菌線毛が,著者らの計算のためにルブレドキシンを選択した。ルブレキシンは最近発見されたように非ヘム鉄を含み,電気活性細菌バイオフィルム(Yates et al.,Energy Environ)における細胞外ETに関与することができる。SCI,2016,9,3544-3558)。著者らの計算は,鉄-硫黄クラスタとして蛋白質構造中に組み込まれた鉄原子が,電極のFermi準位に対応するエネルギーで透過経路を開くことを示した。これにより,蛋白質は非常に低いバイアス電圧(<±350mV)で非常に効率的な伝導体になる。局所状態密度と電子移動経路に基づく蛋白質アミノ酸の役割の計算は,いかなる環配向においても芳香族アミノ酸TyrもPheも蛋白質のFeSクラスタを通してコヒーレントETに関与しないことを明らかにした。さらに,FeSを通過する周囲のアミノ酸を介した直接ETはバイアス±1.5~±2Vでのみ可能である。極性アミノ酸Asnはこれらのバイアス電圧でETに関与する可能性がある。蛋白質コアの電気伝導率は印加電場の極性に実質的に依存し,一方向性ETと分子整流器としての蛋白質の操作を可能にした。これらの結果は,特に導電性蛋白質ワイヤの構築における鉄ドーピングの利用のために,分子エレクトロニクスおよび細胞エネルギー変換デバイスのための蛋白質の新規設計のために用いることができる。Copyright 2018 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *ドーピング ,  クラスタ ,  電気伝導率 ,  Fermi準位 ,  バイアス ,  *タンパク質 ,  アミノ酸 ,  *鉄 ,  密度汎関数法 ,  極性 ,  *コンダクタンス ,  電子移動 ,  分子間相互作用
準シソーラス用語： バイアス電圧 ,  ナノデバイス , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (2件)： 蛋白質・ペプチド一般  (EB03010N) ,  電気化学反応  (CB07050F)

タイトルに関連する用語 (5件)： 蛋白質 ,  分子 ,  コンダクタンス ,  鉄 ,  ドーピング