[发明专利]用于分子传感器的酶电路

权利要求书

1.一种电路，包括：

正电极；

与所述正电极隔开的负电极；和

连接至所述正电极和所述负电极两者从而在所述正电极与所述负电极之间形成导电通路的酶。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述酶包括连接至所述正电极的第一接线点和连接至所述负电极的第二接线点。

3.根据权利要求1所述的电路，还包括具有第一端和第二端的至少一个臂分子，所述第一端结合至所述酶，所述第二端结合至所述电极中的至少一个电极，其中所述至少一个臂分子用作所述酶与所述电极中的至少一个电极之间的电线。

4.根据权利要求3所述的电路，其中所述至少一个臂分子选自由双链寡核苷酸、肽核酸双链体、肽核酸-DNA杂化双链体、蛋白质α螺旋、类似石墨烯的纳米带、天然聚合物、合成聚合物和抗体Fab结构域组成的组。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电极中的至少一个电极连接至所述酶的内部结构元件。

6.根据权利要求5所述的电路，其中所述内部结构元件选自由α螺旋、β褶板和串联的多个这种元件组成的组。

7.根据权利要求1所述的电路，其中所述电极中的至少一个电极在所述酶的能够发生构象变化的位置处连接至所述酶。

8.根据权利要求3所述的电路，其中所述至少一个臂包括具有取决于张拉、扭曲或扭转的电导率的分子。

9.根据权利要求1所述的电路，其中所述酶包括聚合酶。

10.根据权利要求9的电路，其中所述聚合酶包括大肠杆菌PolI Klenow片段。

11.根据权利要求10所述的电路，其中所述正电极和所述负电极各自在位置514和547的氨基酸之间延伸的所述聚合酶的主α螺旋内的连接点处连接至所述聚合酶。

12.一种包括如权利要求9所述的电路的分子传感器，其中所述传感器能够用于从由所述聚合酶处理的DNA模板感测序列信息。

13.根据权利要求9所述的电路，其中所述正电极和所述负电极各自在所述聚合酶的拇指和手指结构域上的连接点处连接至所述聚合酶，并且其中在所述聚合酶处理DNA模板时，这些点发生超过1纳米的相对运动。

14.根据权利要求13所述的电路，其中所述聚合酶被改造为具有延长结构域，所述延长结构域在所述聚合酶处理所述DNA模板时产生更大范围的相对运动。

15.根据权利要求9所述的电路，其中所述聚合酶被改造为具有附加的电荷基团，这些附加的电荷基团在所述酶处理DNA模板时可变地影响内部导电通路。

16.根据权利要求9所述的电路，其中所述聚合酶是大肠杆菌Pol I聚合酶、Bst聚合酶、Taq聚合酶、Phi29聚合酶、T7聚合酶或逆转录酶的基因修饰形式。

17.根据权利要求1所述的电路，其中所述正电极和所述负电极各自在所述酶内的连接点处连接至所述酶，所述连接点包括天然半胱氨酸、基因工程半胱氨酸、具有接合残基的基因工程氨基酸、或包括具有接合配偶的肽的基因工程肽结构域中的至少一种。

18.根据权利要求9所述的电路，还包括栅电极。