肽中的皮秒电子转移可以帮助能源技术
生物能流，例如光合作用和呼吸作用，取决于电子从一个分子到另一个分子的转移。尽管它对于维持生命很重要，但是控制电子传输速率(尤其是长距离传输)的因素并没有得到很好的理解，因为介导这种超快过程的系统非常复杂。更好地了解电子传输速率将有助于科学家改善化学转化，能量转换，电子设备和光子技术。
现在，由UC Riverside领导的国际研究人员团队已观察到由肽中氢键介导的皮秒电荷转移。皮秒是万亿分之一秒。作为蛋白质的短链类似物，肽是生命有机体的重要组成部分，肽是化学连接的氨基酸链。该发现表明了氢键在电子转移中的作用。研究结果发表在《国家科学院院刊》上。
加州大学河滨分校的Marlan和Rosemary Bourns工程学院生物工程学教授Valentine Valentine Vullev，以及来自波兰科学院的Daniel Gryko和来自加州理工学院的Harry Gray领导了一个研究小组，他们发现了从与延伸至20个共价键的寡肽接头连接的受体分子的供体。在具有如此长的贯穿键距离的肽中，电子转移通常需要一微秒或一百万分之一秒。
研究人员惊讶地观察到皮秒电子传输，其速度比以前已知的皮秒系统快一百万倍。
瓦列夫说：“它不应该，但是可以。” “假设柔性肽链结构的预期随机分布，我们观察到的皮秒电荷转移与结构生物学矛盾。”
研究小组选择了由短肽连接的供体和受体分子，他们发现它们实际上是由氢键稳定的结构明确的结构。进一步的分析表明，每个分子内的氢键使蝎子形分子结构中的供体和受体彼此接近，从而实现了皮秒级的电子转移。
Vullev说：“这项革命性的设计表明，短肽在被有机成分模板化时，不仅可以假定明确的二级构象，而且还提供了氢键网络，可以介导电子转移，效率异常高。” “我们的工作为沿柔性桥的电荷转移途径的设计和开发提供了空前的范例，并为介导蛋白质中电子转移的结构图案提供了见识。”
这些发现可能会导致能量存储方面的进步，并刺激使用导电聚合物而非导电矿物的有机电子产品的发展。
伍尔夫夫实验室的博士生约翰·克拉克(John Clark)说，“在我们小组工作中，最令人兴奋和充实的方面之一就是站在这些发现的最前沿，并观察这些惊人的结果。”
论文“分子内氢键在促进电子流经氨基酸和寡肽结合物方面的作用”，
