Investigadors de l’IBEC dissenyen un contacte elèctric amb una sola proteïna

El grup de l’IBEC Nanoprobes and Nanoswitches ha dissenyat un contacte elèctric nanomètric basat en una única proteïna.

A través d’una subtil mutació en la proteïna Azurina, responsable de diversos processos metabòlics REDOX en el bacteri Pseudomona Aeruginosa, han aconseguit controlar el transport d’electrons en la biomolècula.

Read more…

Transferència d’electrons en la proteina azurina sense la mutació (esquerra, transport en dos passos) i després de la mutació puntual (dreta, transport per efecte túnel).

 

La bioelectrònica avança cap al disseny de plataformes electròniques en la nanoescala, que permetin connectar biomolècules complexes a dispositius electrònics per la transducción de senyals. L’apropament a aquestes tecnologies ha de ser de “baix-a-dalt”: necessitem entendre la signatura elèctrica de les biomolècules més simples per crear després circuits més complexos o entendre estructures macromoleculars.

Amb aquest objectiu, el grup de l’investigador principal de l’IBEC i professor de recerca ICREA Pau Gorostiza ha desenvolupat un contacte elèctric d’una sola proteïna capaç de transportar càrrega elèctrica de forma eficient. Els resultats revelen que una sola mutació puntual en l’Azurina, la biomolècula emprada en l’estudi, promou un eficient efecte túnel als electrons que la travessen. “La Azurina té un àtom de coure; normalment, el transport electrònic intervingut per aquest metall succeeix en dos passos per a cada electró; amb una sola mutació, nosaltres hem aconseguit que el transport electrònic segueixi un efecte túnel directe”, explica Marta Pozuelo, recentment doctorada en el grup de Pau i que ha desenvolupat l’estudi.

Els resultats demostren que les vies de conducció elèctrica de l’Azurina es poden ajustar amb molta precisió per mitjà de mutacions puntuals en la part externa de la proteïna, sense afectar a la seva estructura i funció global. “Hem demostrat un mecanisme estructural mitjançant el qual la proteïna podria controlar el transport de càrrega en molts escenaris d’interès biològic”, suggereix Pau.

Aquest contacte nanomètric suposa a més una plataforma única per estudiar els canvis en la transferència d’electrons relacionats amb l’estructura de diverses biomolècules similars a l’azurina.

Article referenciat: Ruiz MP, Aragonès AC, Camarero N, Vilhena JG, Ortega M, Zotti LA, Pérez R, Cuevas JC, Gorostiza P, Díez-Pérez I. (2017). Bioengineering a Single-Protein Junction. J Am Chem Soc. 139(43):15337-15346

Share...Email this to someoneShare on FacebookShare on LinkedInTweet about this on TwitterPin on PinterestShare on Google+

Comments are closed