Exploiting Chromophore–Protein Interactions through Linker Engineering To Tune Photoinduced Dynamics in a Biomimetic Light-Harvesting Platform
作者:Milan Delor、Jing Dai、Trevor D. Roberts、Julia R. Rogers、Samia M. Hamed、Jeffrey B. Neaton、Phillip L. Geissler、Matthew B. Francis、Naomi S. Ginsberg
DOI:10.1021/jacs.7b13598
日期:2018.5.23
energetics, positions and relative orientations of chromophores in densely packed arrays to transfer electronic excitation energy to desired locations with high efficiency. Toward achieving this goal, we use a highly versatile biomimetic protein scaffold from the tobacco mosaic virus coat protein on which chromophores can be attached at precise locations via linkers of differing lengths and rigidities. We
创建模仿和超越自然界中发现的人工系统是现代科学的巨大挑战之一。在光合光收集的背景下,困难在于对密集排列的发色团的能量、位置和相对方向进行最大程度的控制,以将电子激发能量高效地转移到所需的位置。为了实现这一目标,我们使用来自烟草花叶病毒外壳蛋白的高度通用的仿生蛋白支架,发色团可以通过不同长度和刚度的接头连接在精确位置上。我们展示了微小的接头修饰,包括切换手性构型和烷基链缩短,随着链接器被缩短和硬化,导致系统的超快激发态动力学显着延长。分子动力学模拟提供关于发色团附着方向、位置和距离蛋白质表面的距离如何导致观察到的系统动力学趋势的分子级细节。特别是,我们发现短而刚性的接头能够将水分子夹在生色团和蛋白质之间,导致生色团-水-蛋白质超复合物具有高度依赖于其局部蛋白质环境的复杂耦合动力学。此外,基于环己基的接头被认为是在几纳秒内保持旋转相关性的理想候选者,从而在激子的整个生命周期内锁定相对发色团方向。