高效光致电子转移光敏卵白质的感性设计方面获停顿

CCS Chemistry颁发了中国迷信院生物物理研讨所研讨员王江云课题组、中科院化学研讨所研讨员夏安东课题组和动物研讨所研讨员于龙江课题组题为Ultrafast photo-induced electron transfer in a photosensitizer protein的研讨文章。研讨设计申报了可以基因编码的27 kDa光敏卵白质（PSP3），具备PSII体系原初光诱导电子转移等症结个性。通过将二苯甲酮丙氨酸（BpA）基因掺入PSP卵白质和飞秒瞬态排汇光谱丈量，发现从残基Tyr203到PSP3生色团产生了高效疾速光诱导电子转移（~1皮秒）进程。光驱动完成了强还原性物种BpC-（E0 = -1.47 V vs SHE）和强氧化性酪氨酸物种Y+（E0 ~ 1.34 V vs SHE）的天生。

在藻类和动物中，光体系I（PSI）和光体系II（PSII）协同任务，将水氧化成O2，并将NAD（P）+还原成NAD（P）H，末了用于CO2还原天生细胞成长必要的碳基能量物资。迷信家致力于进步光单干用效率和发明人工光单干用体系，以推进具备挑战性的化学转化。然而，因为光体系是含有多种辅因子的年夜型膜卵白复合物，通过基因工程间接加强光体系的功效仍旧困难。王江云课题组后期研讨发现，通过使用基因暗码子扩大技术可以将非人造氨基酸拔出荧光卵白（PSP），从而改革发色团光驱动天生具备高还原活性的物种（PSP2·，E0=-1.47 V）。进一步在卵白外表特定地位引入小分子镍合营物或许交融含有铁硫簇的小卵白，可以驱动二氧化碳光还原（Nat. Chem.， 2018；Acc. Chem. Res.，2019；ACS Catal.， 2021）、光能驱动卤代芳烃羟化脱卤反馈（JACS.， 2021）等，PSP卵白在上述任务中表示出优异的光化学性子。

基于上述研讨，该论文报道了一种新型光敏剂卵白（PSP3）的合理设计和光致电子转移路径的综合表征。PSP3席卷了PSII华夏初的光诱导电子转移相关症结个性，包含：可见光排汇，405 nm；超快光诱导电子转移（PET，~1皮秒），与PSII中的原初PET速率相称；在排汇光后发生了强还原性物种BpC-（E0 = -1.47 V vs SHE）和强氧化性酪氨酸物种Y+（E0 ~ 1.34 V vs SHE）。因为PSP3较容易在年夜肠杆菌中高产量的过表白，通过进一步无效的定向退化，其能够有助于倒退具备体表里挑战性的氧化和还原反馈。(100yiyao.com）