タンパク質を介した電子ホッピング

生物学的レドックス機は、機能のために電子と穴の効率的な伝達を必要とします。「ホッピング」と呼ばれる複数のトンネリングステップを含む反応は、多くの場合、エネルギー貯蔵と変換に不可欠なタンパク質内およびタンパク質間の電荷分離を促進します。ここでは、ホッピング反応を含むように半並列電子伝達理論を拡張する方法を示します：計算された2段階の反応速度定数の依存性のグラフィカル表現（ホッピングマップ）が、レニウム標識アズリン変異体の流れを説明するために使用されます2つの構造的に特徴付けられた酸化還元酵素、DNAフォトリアーゼとMaug。ホッピングマップを使用したリボヌクレオチド還元酵素の35Åラジカル伝播の分析は、ラジカル経路上のすべてのチロシンとトリプトファンが機能に関与している可能性が高いことを示しています。ホッピングマップは、燃料やその他の化学物質の生産のための人工光合成システムの設計と構築を促進することをお勧めします。

Biological redox machines require efficient transfer of electrons and holes for function. Reactions involving multiple tunneling steps, termed "hopping," often promote charge separation within and between proteins that is essential for energy storage and conversion. Here we show how semiclassical electron transfer theory can be extended to include hopping reactions: graphical representations (called hopping maps) of the dependence of calculated two-step reaction rate constants on driving force are employed to account for flow in a rhenium-labeled azurin mutant as well as in two structurally characterized redox enzymes, DNA photolyase and MauG. Analysis of the 35 Å radical propagation in ribonucleotide reductases using hopping maps shows that all tyrosines and tryptophans on the radical pathway likely are involved in function. We suggest that hopping maps can facilitate the design and construction of artificial photosynthetic systems for the production of fuels and other chemicals.