Protein-Embedded Metalloporphyrin Arrays Templated by Circularly Permuted Tobacco Mosaic Virus Coat Proteins

烟草花叶病毒 生物电子学 辅因子 蛋白质工程 外壳蛋白 电子转移 化学 材料科学 纳米技术 生物 光化学 生物传感器 生物化学 病毒 基因 病毒学 核糖核酸
作者
Jing Dai,Gavin J. Knott,Wen Fu,Tiffany W. Lin,Ariel L. Furst,R. David Britt,Matthew B. Francis
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (5): 8110-8119 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c07165
摘要

Bioenergetic processes in nature have relied on networks of cofactors for harvesting, storing, and transforming the energy from sunlight into chemical bonds. Models mimicking the structural arrangement and functional crosstalk of the cofactor arrays are important tools to understand the basic science of natural systems and to provide guidance for non-natural functional biomaterials. Here, we report an artificial multiheme system based on a circular permutant of the tobacco mosaic virus coat protein (cpTMV). The double disk assembly of cpTMV presents a gap region sandwiched by the two C2-symmetrically related disks. Non-native bis-his coordination sites formed by the mutation of the residues in this gap region were computationally screened and experimentally tested. A cpTMV mutant Q101H was identified to create a circular assembly of 17 protein-embedded hemes. Biophysical characterization using X-ray crystallography, cyclic voltammetry, and electron paramagnetic resonance (EPR) suggested both structural and functional similarity to natural multiheme cytochrome c proteins. This protein framework offers many further engineering opportunities for tuning the redox properties of the cofactors and incorporating non-native components bearing varied porphyrin structures and metal centers. Emulating the electron transfer pathways in nature using a tunable artificial system can contribute to the development of photocatalytic materials and bioelectronics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
戈戈唔发布了新的文献求助10
2秒前
Ava应助weiguangjing采纳,获得10
2秒前
调研昵称发布了新的文献求助30
5秒前
w_发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
蜡笔小新完成签到,获得积分20
6秒前
SciGPT应助罗伯特采纳,获得10
8秒前
8秒前
充电宝应助文静三颜采纳,获得30
9秒前
maox1aoxin应助迷城采纳,获得30
10秒前
10秒前
10秒前
派大星完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助Ghiocel采纳,获得10
11秒前
再见战王完成签到 ,获得积分10
11秒前
viyou完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助至秦采纳,获得10
13秒前
17秒前
sdnihbhew发布了新的文献求助10
17秒前
ocean发布了新的文献求助10
17秒前
CW完成签到 ,获得积分10
18秒前
666完成签到,获得积分20
18秒前
今天没烦恼完成签到 ,获得积分10
18秒前
monster0101完成签到 ,获得积分10
19秒前
yixiao发布了新的文献求助10
20秒前
浅色西完成签到,获得积分10
20秒前
烟花应助万事顺利采纳,获得10
20秒前
好好科研~完成签到 ,获得积分10
21秒前
wax应助sdnihbhew采纳,获得10
22秒前
CW关注了科研通微信公众号
24秒前
25秒前
wy发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
smida应助可靠数据线采纳,获得50
26秒前
一颗肉丸发布了新的文献求助10
26秒前
狗干完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
28秒前
安静幻枫应助panada采纳,获得10
28秒前
奔奔发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
Research on managing groups and teams 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3330054
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2959691
关于积分的说明 8596435
捐赠科研通 2638078
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1444156
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668964
邀请新用户注册赠送积分活动 656559