La transferència d’electrons en proteïnes és essencial en processos biològics crucials; La respiració cel·lular, per exemple, consisteix en l’oxidació de glucosa a CO2 i la reducció d’oxigen en aigua. Tot i que els aspectes bàsics de la transferència d’electrons han estat estudiats a fons, fins al moment no hi ha hagut cap eina capaç d’examinar els canals nanomètrics pels que els electrons es transfereixen.
A dalt: Imatges simultànies d’alta resolució: el nou mètode, DECC, a la dreta. Una única proteïna azurina mostra un punt submolecular amb alta conductància diferencial envoltada per una regió de conductància inferior. A sota: vista de planta d’una proteina Azurina sobre una superfície d’or plana a nivell atòmic. La proteïna està adherida a la superfície a través d’un parell de residus de cisteïna (en verd); els residus hidrofòbics (en blau) envolten el centre redox (marró).
El grup de l’IBEC, expert en microscòpia d’efecte túnel electroquímica, ha incorporat la tècnica de modulació per corrent altern a aquesta microscòpia permetent-los mesurar les propietats electròniques locals d’un elèctrode, així com els processos redox que succeeixen en la interfase entre l’elèctrode i la solució d’immersió. “Aquest mètode, la microscòpia de Conducció Electroquímica Diferencial (o DECC, de l’anglès Differential Electrochemical Conductance imaging), ens ha permès veure l’oxidació reversible d’un elèctrode de ferro en la nanoescala”, diu la primera autora de l’estudi Montserrat López, una estudiant de doctorat al grup del professor ICREA Pau Gorostiza Nanoprobes and Nanoswitches. “També ho hem fet servir per obtenir imatges d’un sistema redox biomolecular, la proteïna Azurina immobilitzada sobre or”.
En particular, els investigadors van ser capaços de veure les regions submoleculars amb alta conductància que actuen com a vies per a la transferència d’electrons dins de la proteïna. A més de permetre importants avanços en bioquímica i bionanotecnologia, aquest mètode també obrirà noves possibilitats per al disseny i optimització de l’electrònica molecular, on els compostos sintètics són components per a la construcció de dispositius nanoelectrònics.
—
Article de referència: M. López-Martínez, J. M. Artés, V. Sarasso, M. Carminati, I. Díez-Pérez, F. Sanz, & P. Gorostiza (2017). Differential Electrochemical Conductance Imaging at the Nanoscale. Small, epub ahead of print
