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European Research Council, Grant/AwardNumbers: 754510, 801474, 805524; State Research Agency/Spanish Ministry of Science and Innovation, Grant/AwardNumbers: MDM-2017-0767,PID2020-115812GB-I00, CEX2019-0009;Red Espanola de Supercomputacion,Grant/Award Numbers: QSB-2020-3-0002,QSB-2021-1-0019

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Shareef SAutor o CoautorHallado LxAutor o Coautor

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Artículo

Engineering Excitonically-Coupled Dimers in an Artificial Protein for Light Harvesting via Computational Modelling

Publicado en:Protein Science. 32 (3): e4579-e4579 - 2023-03-01 32(3), DOI: 10.1002/pro.4579

Autores: Curti, Mariano; Maffeis, Valentin; Duarte, Luis Gustavo Teixeira Alves; Shareef, Saeed; Hallado, Luisa Xiomara; Curutchet, Carles; Romero, Elisabet

Afiliaciones

Avda Paisos Catalans 16, Tarragona 43007, Spain - Autor o Coautor
Barcelona Inst Sci & Technol BIST, Inst Chem Res Catalonia ICIQ, Tarragona, Spain - Autor o Coautor
Departament de Farmàcia i Tecnologia Farmacèutica, i Fisicoquímica, Facultat de Farmàcia i Ciències de l'Alimentació, Universitat de Barcelona (UB), Av. Joan XXIII 27-31, Barcelona, Spain. - Autor o Coautor
Departament de Química Física i Inorgànica, Universitat Rovira i Virgili, C/Marcel·lí Domingo s/n, Tarragona, Spain. - Autor o Coautor
Institut de Química Teòrica i Computacional (IQTCUB), Universitat de Barcelona (UB), Martí i Franqués 1, Barcelona, Spain. - Autor o Coautor
Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ), Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), Avda. Països Catalans 16, Tarragona, Spain. - Autor o Coautor
Univ Barcelona UB, Dept Farm & Tecnol Farmaceut & Fisicoquim, Fac Farm & Ciencies Alimentacio, Barcelona, Spain - Autor o Coautor
Univ Barcelona UB, Inst Quim Teor & Computac IQTCUB, Barcelona, Spain - Autor o Coautor
Univ Lyon 1, ENS Lyon, Lab Chim, UMR 5182,CNRS, Lyon, France - Autor o Coautor
Univ Rovira i Virgili, Dept Quim Fis & Inorgan, Tarragona, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

In photosynthesis, pigment - protein complexes achieve outstanding photoinduced charge separation efficiencies through a set of strategies in which excited states delocalisation over multiple pigments ('excitons') and charge-transfer states play key roles. These concepts, and their implementation in bioinspired artificial systems, are attracting increasing attention due to the vast potential that could be tapped by realising efficient photochemical reactions. In particular, de novo designed proteins provide a diverse structural toolbox that can be used to manipulate the geometric and electronic properties of bound chromophore molecules. However, achieving excitonic and charge-transfer states requires closely spaced chromophores, a non-trivial aspect since a strong binding with the protein matrix needs to be maintained. Here, we show how a general-purpose artificial protein can be optimised via molecular dynamics simulations to improve its binding capacity of a chlorophyll derivative, achieving complexes in which chromophores form two closely spaced and strongly interacting dimers. Based on spectroscopy results and computational modelling, we demonstrate each dimer is excitonically coupled, and propose they display signatures of charge-transfer state mixing. This work could open new avenues for the rational design of chromophore - protein complexes with advanced functionalities. This article is protected by copyright. All rights reserved.© 2023 The Protein Society.

Palabras clave

cofactor bindingcomplex iide novo protein designde-novo designenergy-transfermolecular dynamicsspectroscopystabilitystatesArtificial photosynthesisChlorophyllCofactor bindingDe novo protein designLight-harvesting protein complexesMolecular dynamicsMolecular dynamics simulationMolecular-dynamics simulationsPhotosynthesis

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Protein Science debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2023, se encontraba en la posición 76/313, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Biochemistry & Molecular Biology.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 1.52, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-13, el siguiente número de citas:

  • WoS: 3
  • Scopus: 3
  • Europe PMC: 5
  • OpenCitations: 3

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-13:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 25.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 25 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.35.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 2 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: http://hdl.handle.net/20.500.11797/imarina9291544

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: France.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Curti M) y Último Autor (Romero E).

los autores responsables de establecer las labores de correspondencia han sido Curti M y Romero E.