Computer simulation and SERR detection of cytochrome c dynamics at SAM-coated electrodes

Autores
Álvarez Paggi, Damián Jorge; Martín, Diego Federico; Kranich, Anja; Hildebrandt, Peter; Marti, Marcelo Adrian; Murgida, Daniel Horacio
Año de publicación
2009
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In this paper we present a combined experimental and theoretical study of the heterogeneous electron transfer reaction of cytochrome c electrostatically adsorbed on metal electrodes coated with monolayers of 6-mercaptohexanoic acid. Molecular dynamics simulations and pathways calculations show that adsorption of the protein leads to a broad distribution of orientations and, thus, to a correspondingly broad distribution of electron transfer rate constants due to the orientation-dependence of the electronic coupling parameter. The adsorbed protein exhibits significant mobility and, therefore, the measured reaction rate is predicted to be a convolution of protein dynamics and tunnelling probabilities for each orientation. This prediction is confirmed by time-resolved surface enhanced resonance Raman which allows for the direct monitoring of protein (re-)orientation and electron transfer of the immobilised cytochrome c. The results provide a consistent explanation for the non-exponential distance-independence of electron transfer rates usually observed for proteins immobilized on electrodes. © 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Fil: Álvarez Paggi, Damián Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Martín, Diego Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Kranich, Anja. Technishe Universitat Berlin; Alemania
Fil: Hildebrandt, Peter. Technishe Universitat Berlin; Alemania
Fil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Fil: Murgida, Daniel Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina
Materia
Cytochrome C
Molecular Dynamics
Protein Electron Transfer
Self-Assembled Monolayers
Serr
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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The adsorbed protein exhibits significant mobility and, therefore, the measured reaction rate is predicted to be a convolution of protein dynamics and tunnelling probabilities for each orientation. This prediction is confirmed by time-resolved surface enhanced resonance Raman which allows for the direct monitoring of protein (re-)orientation and electron transfer of the immobilised cytochrome c. The results provide a consistent explanation for the non-exponential distance-independence of electron transfer rates usually observed for proteins immobilized on electrodes. © 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.Fil: Álvarez Paggi, Damián Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. 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