In uno studio recente, i ricercatori hanno identificato incongruenze nella teoria ampiamente accettata riguardante il movimento degli elettroni all’interno dei nanocristalli proteici. I risultati suggeriscono che la teoria, utilizzata per spiegare come le proteine ​​trasferiscono energia, potrebbe non essere universalmente applicabile.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, si è concentrato sulle proprietà di trasferimento degli elettroni di un tipo specifico di nanocristallo proteico noto come citocromo c ossidasi. Questo complesso proteico svolge un ruolo cruciale nella respirazione cellulare, il processo mediante il quale le cellule generano energia.

Secondo la teoria prevalente, gli elettroni si muovono all’interno dei nanocristalli proteici attraverso un processo chiamato hopping. Nel salto, gli elettroni saltano da una molecola proteica all'altra, passando attraverso la matrice proteica che li circonda. Questo movimento è facilitato dalla disposizione specifica degli aminoacidi all'interno della struttura proteica, che crea stati energetici che consentono un efficiente trasferimento di elettroni.

Tuttavia, il nuovo studio indica che il salto potrebbe non essere l’unico meccanismo per il trasferimento di elettroni nei nanocristalli proteici. Utilizzando tecniche di spettroscopia avanzate, i ricercatori hanno osservato che gli elettroni nella citocromo c ossidasi si muovono in modo più continuo anziché in salti discreti. Questo movimento continuo suggerisce che gli elettroni potrebbero essere delocalizzati, nel senso che non rimangono confinati in una singola molecola ma sparsi su una regione più ampia della proteina.

Questa scoperta mette in discussione la comprensione esistente del trasferimento di elettroni all'interno dei nanocristalli proteici e solleva interrogativi sull'universalità del meccanismo di salto. I ricercatori propongono che il movimento continuo degli elettroni nella citocromo c ossidasi potrebbe essere facilitato dalle proprietà strutturali uniche del complesso proteico, come la presenza di ioni metallici e cofattori che migliorano le interazioni elettroniche.

I risultati dello studio hanno implicazioni significative per la comprensione del funzionamento delle proteine ​​a livello molecolare e potrebbero informare la progettazione di materiali bioispirati per applicazioni elettroniche. Sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire i meccanismi di trasferimento degli elettroni in diversi nanocristalli proteici e determinare i fattori che ne governano il comportamento.