生物架构中色氨酸巨型网络的紫外超辐射
量子物理
2024-05-01 v1 介观与纳米尺度物理
生物物理
光学
摘要
色氨酸——一种具有强荧光响应的芳香族氨基酸——的网络在生物系统中无处不在，在跨膜蛋白、细胞骨架丝、神经元下元件、光受体复合物、病毒衣壳以及其他细胞结构中形成多样的架构。我们分析了若干生物学相关的色氨酸巨型网络在紫外(UV)激发下所诱导的协同效应，从而深入揭示细胞信号传导与调控的新机制。我们在单激发流形中的理论分析预测，由于微管架构中多达超过个色氨酸紫外激发跃迁偶极子的有序排列之间的集体相互作用，会形成强超辐射态，这导致荧光量子产率的增强，并为我们的实验所证实。我们展示了这种超辐射行为在分层组织的微管蛋白结构的荧光量子产率中所观察到的后果，其在热平衡下在不同几何区间中于饱和前增加——突显了该效应在存在无序时的持续性。
引用
@article{arxiv.2302.01469,
title = {Ultraviolet superradiance from mega-networks of tryptophan in biological architectures},
author = {N. S. Babcock and G. Montes-Cabrera and K. E. Oberhofer and M. Chergui and G. L. Celardo and P. Kurian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01469},
year = {2024}
}