Plasmonic Enhancement of Protein Function
Rattachement africain : nl, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Plasmonic nanoparticles are key components in nanophotonics 1–11 and have applications in molecular detection and diagnostic platforms. 12–14 Coupling of dipoles to plasmonic antennas has allowed engineering of qualitatively altered behavior in isolated quantum systems, 8,15 but this promise has not been fulfilled in living systems, where the use of plasmonics is limited to tissue level applications of plasmonic particles as contrast agents 16 or heat sources. 17 Here we show that coupling to designed plasmonic nanoparticles can control the electrophysiological function of proteins in living cells. We designed nanostar geometries and achieved robust near-field coupling of these optimized nanoparticles to plasma membrane-localized Archaerhodopsin proteins. We enhanced the fluorescence of the coupled rhodopsins and increased their response speed to membrane voltage. We incorporated this plasmonic enhancement into a Markov chain photocycle model of the Archaerhodopsin mutant QuasAr6a, showing an increased fluorescence emission rate and manipulation of the protein dynamics through a combination of photocycle transition rate enhancements. These results represent the first scalable near-field coupling between plasmonic particles and fluorescent proteins in living cells. They show enhancement of protein function beyond what has been achievable through genetic engineering. This opens up a range of possibilities for engineering biological functionality through plasmonics.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Plasmonic Enhancement of Protein Function
- Date Crossref
- 09/02/2024
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
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Delft University of Technology Department of Imaging Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of California San Diego pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Erasmus MC pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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UCSD School of Medicine Department of Pediatrics and Cellular and Molecular Medicine pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Erasmus University Medical Center Department of Molecular Genetics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Department of Imaging Physics — Delft University of Technology, University of California San Diego et Erasmus MC, avec 2 autres affiliations.
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