(Phys.org) - Een team van de Schools of Biosciences and Physics and Astronomy van de Cardiff University heeft een doorbraak bereikt in ons begrip van eiwitten - de werkpaardmoleculen van de cel en de eigen nanomachines van de natuur.

De groep heeft met succes elektrische stroom gedetecteerd door een enkel molecuul van een eiwit, van slechts 5 nanometer lang.

Elektrische stroom is de sleutel in veel natuurlijke processen, waaronder detectie van licht in het oog, fotosynthese en ademhaling.

Het team toonde aan dat het eiwit grote stromen kan dragen, gelijk aan een mensenhaar met één versterker. Het team ontdekte ook dat de stroomstroom op vrijwel dezelfde manier kan worden geregeld als transistors, de kleine apparaten die computers en smartphones aandrijven, werken, maar op kleinere schaal:de eiwitten zijn slechts een kwart van de grootte van de huidige op silicium gebaseerde transistors.

Om toegang te krijgen tot deze moleculaire informatie, het team is een pionier in het gebruik van synthetische biologie met een techniek die STM (Scanning Tunneling Microscopy) wordt genoemd, zodat elektrische stroom die door een eiwit vloeit tot op het individuele molecuul kan worden gemeten.

Voorafgaand aan dit werk, meting van miljoenen, als niet miljarden eiwitten alleen mogelijk waren, waardoor cruciale details verloren gaan over hoe een individueel molecuul functioneert.

dokter Jones, School voor Biowetenschappen, zei:"Als je een stap achteruit doet en luistert naar het geluid van een grote menigte, dit geluid is een opeenstapeling van vele individuele stemmen en gesprekken. Wat we hebben gedaan is het moleculaire equivalent van het luisteren naar individuele stemmen in de menigte.

"Door onze kennis en het vermogen om eiwitten op moleculair niveau te manipuleren te combineren met geavanceerde benaderingen die zijn ontwikkeld in de School of Physics and Astronomy en DTU Denmark, kunnen we de individuele complexe moleculen onderzoeken die fundamenteel zijn voor al het leven. Het gedrag van de transistor is bijzonder interessant, maar in de tijd, het is misschien mogelijk om eiwitten te integreren met elektronische componenten."

Medewerkers dr. Martin Elliott en dr. Emyr Macdonald, School of Physics and Astronomy voegde toe:"Het sterk geleidende karakter van dit eiwit was een verrassing en het resultaat roept vragen op over de fundamentele aard van elektronenoverdracht in eiwitten.

"Dit geeft een nieuw krachtig hulpmiddel voor het bestuderen van enzymen en andere belangrijke biologische moleculen''.

De bevindingen van het team zijn gepubliceerd als een reeks artikelen in de tijdschriften Nano Letters, ACS-nano, Klein en nanoschaal.

Veel van het onderzoek werd uitgevoerd door Eduardo Della Pia in het kader van het Richard Whipp Studentship-programma van de universiteit, bedoeld om interdisciplinair onderzoek te bevorderen.