A synthetic redox biofilm made from metalloprotein–prion domain chimera nanowires

Autor: Vincent Forge, Christophe Horvath, Anaëlle Rongier, Michael Holzinger, Vincent Bouchiat, Anthony L. B. Maçon, Saravanan Rengaraj, Chantal Gondran, Denis Mariolle, Patrice Rannou, Alan Le Goff, Charlotte Vendrely, Marc Fontecave, Nicolas Duraffourg, Kamal Elouarzaki, Lucie Altamura
Přispěvatelé: Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Département de Chimie Moléculaire (DCM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Structures et propriétés d'architectures moléculaire (SPRAM - UMR 5819), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Equipe de recherche sur les relations matrice extracellulaire-cellules (ERRMECe), Fédération INSTITUT DES MATÉRIAUX DE CERGY-PONTOISE (I-MAT), Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine, Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP ), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes hybrides de basse dimensionnalité (HYBRID), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Chaire Chimie des processus biologiques, Laboratoire de Chimie des Processus Biologiques (LCPB), Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Systèmes hybrides de basse dimensionnalité (NEEL - HYBRID), Collège de France - Chaire Chimie des processus biologiques, Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Nature Chemistry
Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2017, 9 (2), pp.157-163. ⟨10.1038/nchem.2616⟩
Nature Chemistry, 2017, 9 (2), pp.157-163. ⟨10.1038/nchem.2616⟩
ISSN: 1755-4349
1755-4330
Popis: International audience; Engineering bioelectronic components and set-ups that mimic natural systems is extremely challenging. Here we report the design of a protein-only redox film inspired by the architecture of bacterial electroactive biofilms. The nanowire scaffold is formed using a chimeric protein that results from the attachment of a prion domain to a rubredoxin (Rd) that acts as an electron carrier. The prion domain self-assembles into stable fibres and provides a suitable arrangement of redox metal centres in Rd to permit electron transport. This results in highly organized films, able to transport electrons over several micrometres through a network of bionanowires. We demonstrate that our bionanowires can be used as electron-transfer mediators to build a bioelectrode for the electrocatalytic oxygen reduction by laccase. This approach opens opportunities for the engineering of protein-only electron mediators (with tunable redox potentials and optimized interactions with enzymes) and applications in the field of protein-only bioelectrodes.
Databáze: OpenAIRE
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