氯化血红素分子对牛血清白蛋白电子传输能级的调控

蛋白质分子的电子传输(ETp)性能,即导带(CB)和价带(VB)的能量差(带隙)是影响蛋白质电子器件性能的主要因素之一。因此,调控蛋白质ETp带隙是提高这些电子器件性能并扩展其应用领域的重要途径。本文报道一种通过外部分子结合调控蛋白质ETp带隙的方法。以氯化血红素(hemin)与牛血清白蛋白(BSA)结合为例,首先运用分子对接方法从理论上确定hemin分子能结合到BSA分子IIA域的疏水口袋中,位于Tpr213附近;然后实验(荧光光谱和吸收光谱)证实hemin与BSA结合后,能形成hemin-BSA复合物,并且没有改变BSA的原有结构;最后将hemin-BSA通过BSA分子表面Cys34的―SH固定在金电极表面,形成有序的分子层,研究其ETp性能;I–V结果表明,BSA表现出半导体的ETp特征,并且hemin的结合能使BSA的带隙由原来的~1.50±0.05e V降低到~0.93±0.05e V。本文的结果为调控蛋白质分子的ETp带隙提供了一种简单有效的方法,通过选择不同的结合分子能使蛋白质分子的带隙调控至所需要的范围,并且形成的蛋白质复合物还能用于各种电子器件的制作。