生物能量流，如光合作用和呼吸作用，杏耀的信誉依赖于电子从一个分子转移到另一个分子。尽管电子传递速率对维持生命很重要，但由于调节这种超快过程的系统非常复杂，所以控制电子传递速率的因素，尤其是远距离电子传递速率的因素，还没有被很好地理解。更好地了解电子转移速率将有助于科学家改进化学转化、能量转换、电子设备和光子技术。

 

现在，一个由加州大学河滨分校领导的国际研究小组观察到肽中氢键介导的皮秒电荷转移。一皮秒是一秒的万亿分之一。作为蛋白质的短链类似物，肽是化学连接的氨基酸链，是生物体至关重要的组成部分。这一发现表明氢键在电子转移中的作用。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

 

加州大学河滨分校马兰和罗斯玛丽·伯恩工程学院的生物工程教授瓦伦丁·沃列夫，以及波兰科学院的丹尼尔·Gryko和加州理工学院的哈里·格雷，他领导的团队发现了一个异常快的电子转移，从一个供体分子到一个受体分子，这个受体分子连接着多达20个共价键的寡肽连接物。电子转移通常需要一微秒，或百万分之一秒，在这样长的通键距离的肽中。

 

研究人员惊讶地观察到皮秒的电子转移，其速度比以前已知的此类系统快100万倍。

 

“它不应该起作用，但它确实起了作用， 杏耀平台的价值观 ，”沃列夫说。“我们观察到的皮秒电荷转移与结构生物学相矛盾，假设柔性肽链结构的预期随机分布。”

 

研究小组选择了由短肽连接的供体和受体分子，杏耀yl他们发现实际上具有由氢键稳定的明确结构。进一步的分析显示，每个分子内的氢键使供体和受体在蝎子形状的分子结构中彼此靠近，使皮秒的电子转移。

 

Vullev说:“这种革命性的设计证明，短肽不仅可以在有机成分模板化时具有明确的二级构象，而且还可以提供一个氢键网络，以异常高的效率介导电子转移。”“我们的工作为沿着柔性桥的电荷转移途径的设计和开发提供了前所未有的范例，同时也为蛋白质中介导电子转移的结构主题提供了见解。”

 

这一发现可能会推动能量存储技术的发展，同时也会推动利用导电聚合物取代导电矿物的有机电子技术的发展。

 

“在我们小组工作最令人兴奋和满足的方面之一是站在这些发现的前沿，观察这些壮观的结果，”合著者约翰·克拉克(John Clark)说，他是Vullev实验室的一名博士生，为这项研究进行了光化学测量。