Measuring conductance switching in single proteins using quantum tunneling.
Measuring conductance switching in single proteins using quantum tunneling.
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使用量子隧道测量单个蛋白质的电导开关
DOI：
10.1126/sciadv.abm8149
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发表时间：
2022-05-20
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Ivanov, Aleksandar P.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang, Longhua;Yi, Long;Jiang, Tao;Ren, Ren;Nadappuram, Binoy Paulose;Zhang, Bintian;Wu, Jian;Liu, Xu;Lindsay, Stuart;Edel, Joshua B.;Ivanov, Aleksandar P.
解释电子结中单个蛋白质的电特征有助于更好地理解蛋白质的内在特性，这些特性是化学和生物过程的基础。通常情况下，这些信息是无法使用合奏，甚至单分子的方法。此外，纳米级单蛋白质连接的制造仍然具有挑战性，因为它们通常需要复杂的方法。我们报告的隧穿探针，直接测量，并主动控制（开关）的单蛋白质电导溶液中的外场的制造。这些探针使我们能够将单个链霉亲和素分子连接到两个可独立寻址的生物素末端电极上，并在长时间内测量单个蛋白质的隧道效应。我们表明，通过蛋白质的电荷传输有多个导电途径，这取决于所施加的偏压的大小。这些发现为基于蛋白质的连接的可靠制造打开了大门，并使其能够在未来的蛋白质嵌入式生物电子学应用中使用。利用单蛋白隧道结研究了外加偏压下单蛋白的动态电导开关。
Interpreting the electrical signatures of single proteins in electronic junctions has facilitated a better understanding of the intrinsic properties of proteins that are fundamental to chemical and biological processes. Often, this information is not accessible using ensemble and even single-molecule approaches. In addition, the fabrication of nanoscale single-protein junctions remains challenging as they often require sophisticated methods. We report on the fabrication of tunneling probes, direct measurement, and active control (switching) of single-protein conductance with an external field in solution. The probes allowed us to bridge a single streptavidin molecule to two independently addressable, biotin-terminated electrodes and measure single-protein tunneling response over long periods. We show that charge transport through the protein has multiple conductive pathways that depend on the magnitude of the applied bias. These findings open the door for the reliable fabrication of protein-based junctions and can enable their use in future protein-embedded bioelectronics applications. Single-protein tunneling junctions are used to study dynamic conductance switching of single proteins by external voltage bias.
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影响因子：
15
作者：
Fereiro JA;Bendikov T;Pecht I;Sheves M;Cahen D
通讯作者：
Cahen D
DOI：
10.1021/acs.jpclett.0c02185
发表时间：
2020-10-01
期刊：
The journal of physical chemistry letters
影响因子：
--
作者：
Mezei G;Balogh Z;Magyarkuti A;Halbritter A
通讯作者：
Halbritter A
影响因子：
13.6
作者：
Guan J;Jia C;Li Y;Liu Z;Wang J;Yang Z;Gu C;Su D;Houk KN;Zhang D;Guo X
通讯作者：
Guo X
影响因子：
16.6
作者：
Fereiro, Jerry A.;Kayser, Ben;Cahen, David
通讯作者：
Cahen, David
影响因子：
41.2
作者：
Han, Yingmei;Nickle, Cameron;Nijhuis, Christian A.
通讯作者：
Nijhuis, Christian A.