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芳香族陽離子肽及其用途的制作方法

文檔序號:11197613閱讀:1576來源:國知局
芳香族陽離子肽及其用途的制造方法與工藝
本申請是申請日為2012年3月22日、申請號為“201280025044.9”、發明名稱為“芳香族陽離子肽及其用途”的發明專利申請的分案申請。本發明總體涉及芳香族陽離子肽組合物及其用在電子傳遞和導電中的方法。技術實現要素:在一個方面,本發明提供了一種芳香族陽離子肽或其藥學上可接受的鹽,例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽。在一些實施方式中,該肽包括:1.至少一個凈正電荷;2.最少三個氨基酸;3.最多約20個氨基酸;4.凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的關系,其中3pm為小于或等于r+1的最大數;以及5.芳香族基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的關系,其中除了當a為1時,pt也可為1外,2a為小于或等于pt+1的最大數。在一些實施方式中,所述肽包括氨基酸序列tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)。在一些實施方式中,所述肽包括下面氨基酸序列中的一個或多個氨基酸序列:d-arg-dmt-lys-trp-nh2;d-arg-trp-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-met-nh2;h-d-arg-dmt-lys(nαme)-phe-nh2;h-d-arg-dmt-lys-phe(nme)-nh2;h-d-arg-dmt-lys(nαme)-phe(nme)-nh2;h-d-arg(nαme)-dmt(nme)-lys(nαme)-phe(nme)-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-dmt-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-lys-met-nh2;d-arg-dmt-lys-dmt-lys-met-nh2;h-d-arg-dmt-lys-phe-sar-gly-cys-nh2;h-d-arg-ψ[ch2-nh]-dmt-lys-phe-nh2;h-d-arg-dmt-ψ[ch2-nh]lys-phe-nh2;h-d-arg-dmt-lysψ[ch2-nh]phe-nh2;和h-d-arg-dmt-ψ[ch2-nh]lys-ψ[ch2-nh]phe-nh2;lys-d-arg-tyr-nh2,tyr-d-arg-phe-lys-nh22′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2phe-d-arg-phe-lys-nh2phe-d-arg-dmt-lys-nh2d-arg-2′6′dmt-lys-phe-nh2h-phe-d-arg-phe-lys-cys-nh2lys-d-arg-tyr-nh2d-tyr-trp-lys-nh2,trp-d-lys-tyr-arg-nh2,tyr-his-d-gly-met,tyr-d-arg-phe-lys-glu-nh2,met-tyr-d-lys-phe-arg,d-his-glu-lys-tyr-d-phe-arg,lys-d-gln-tyr-arg-d-phe-trp-nh2,phe-d-arg-lys-trp-tyr-d-arg-his,gly-d-phe-lys-tyr-his-d-arg-tyr-nh2,val-d-lys-his-tyr-d-phe-ser-tyr-arg-nh2,trp-lys-phe-d-asp-arg-tyr-d-his-lys,lys-trp-d-tyr-arg-asn-phe-tyr-d-his-nh2,thr-gly-tyr-arg-d-his-phe-trp-d-his-lys,asp-d-trp-lys-tyr-d-his-phe-arg-d-gly-lys-nh2,d-his-lys-tyr-d-phe-glu-d-asp-d-his-d-lys-arg-trp-nh2,ala-d-phe-d-arg-tyr-lys-d-trp-his-d-tyr-gly-phe,tyr-d-his-phe-d-arg-asp-lys-d-arg-his-trp-d-his-phe,phe-phe-d-tyr-arg-glu-asp-d-lys-arg-d-arg-his-phe-nh2,phe-tyr-lys-d-arg-trp-his-d-lys-d-lys-glu-arg-d-tyr-thr,tyr-asp-d-lys-tyr-phe-d-lys-d-arg-phe-pro-d-tyr-his-lys,glu-arg-d-lys-tyr-d-val-phe-d-his-trp-arg-d-gly-tyr-arg-d-met-nh2,arg-d-leu-d-tyr-phe-lys-glu-d-lys-arg-d-trp-lys-d-phe-tyr-d-arg-gly,d-glu-asp-lys-d-arg-d-his-phe-phe-d-val-tyr-arg-tyr-d-tyr-arg-his-phe-nh2,asp-arg-d-phe-cys-phe-d-arg-d-lys-tyr-arg-d-tyr-trp-d-his-tyr-d-phe-lys-phe,his-tyr-d-arg-trp-lys-phe-d-asp-ala-arg-cys-d-tyr-his-phe-d-lys-tyr-his-ser-nh2,gly-ala-lys-phe-d-lys-glu-arg-tyr-his-d-arg-d-arg-asp-tyr-trp-d-his-trp-his-d-lys-asp,和thr-tyr-arg-d-lys-trp-tyr-glu-asp-d-lys-d-arg-his-phe-d-tyr-gly-val-ile-d-his-arg-tyr-lys-nh2。在一些實施方式中,“dmt”指2',6'-二甲基酪氨酸(2'6'-dmt)。在一些實施方式中,“dmt”指3',5'-二甲基酪氨酸(3'5'-dmt)。在一個實施方式中,該肽由式i定義:其中,r1和r2各獨立地選自:(i)氫;(ii)直鏈的或支鏈的c1-c6的烷基;(iii)其中m=1-3;(iv)(v)r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11和r12各獨立地選自:(i)氫;(ii)直鏈的或支鏈的c1-c6的烷基;(iii)c1-c6的烷氧基;(iv)氨基;(v)c1-c4的烷基氨基;(vi)c1-c4的二烷基氨基;(vii)硝基;(viii)羥基;(ix)鹵素,其中“鹵素”包括氯、氟、溴和碘;且n為1到5的整數。在特定的實施方式中,r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9、r10、r11和r12全為氫;且n為4。在另一實施方式中,r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r11全為氫;r8和r12為甲基;r10為羥基;且n為4。在一個實施方式中,該肽由式ii定義:其中,r1和r2各獨立地選自:(i)氫;(ii)直鏈的或支鏈的c1-c6的烷基;(iii)其中m=1-3;(iv)(v)r3和r4各獨立地選自:(i)氫;(ii)直鏈的或支鏈的c1-c6的烷基;(iii)c1-c6的烷氧基;(iv)氨基;(v)c1-c4的烷基氨基;(vi)c1-c4的二烷基氨基;(vii)硝基;(viii)羥基;(ix)鹵素,其中“鹵素”包括氯、氟、溴和碘;r5、r6、r7、r8和r9各獨立地選自:(i)氫;(ii)直鏈的或支鏈的c1-c6的烷基;(iii)c1-c6的烷氧基;(iv)氨基;(v)c1-c4的烷基氨基;(vi)c1-c4的二烷基氨基;(vii)硝基;(viii)羥基;(ix)鹵素,其中“鹵素”包括氯、氟、溴和碘;以及n為1到5的整數。在特定的實施方式中,r1和r2為氫;r3和r4為甲基;r5、r6、r7、r8和r9全是氫;且n為4。在一個實施方式中,芳香族陽離子肽具有交替的芳香族氨基酸和陽離子氨基酸的核心結構基元。例如,所述肽可為由下列給出的式iii至式vi中的任一式所定義的四肽:芳香族的-陽離子的-芳香族的-陽離子的(式iii)陽離子的-芳香族的-陽離子的-芳香族的(式iv)芳香族的-芳香族的-陽離子的-陽離子的(式v)陽離子的-陽離子的-芳香族的-芳香族的(式vi)其中,芳香族的氨基酸為選自以下物質的殘基:phe(f)、tyr(y)、trp(w)和環己基丙氨酸(cha);而陽離子的氨基酸為選自arg(r)、lys(k)、正亮氨酸(nle)和2-氨基-庚酸(ahe)的殘基。在一些實施方式中,在文中描述的芳香族陽離子肽包括的氨基酸都為左旋(l)氨基酸。在一些方面,本公開提供了涉及細胞色素c的方法。在一些實施方式中,該方法涉及增強包含細胞色素c的樣品中的細胞色素c還原,包括使所述樣品與有效量的芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)接觸。另外地或可替選地,在一些實施方式中,該方法涉及增強在包含細胞色素c的樣品中的經由細胞色素c的電子擴散,包括使樣品與有效量的芳香族陽離子肽接觸。另外地或可替選地,在一些實施方式中,該方法涉及增強在包含細胞色素c的樣品中的細胞色素c的電子產生能力,包括使樣品與有效量的芳香族陽離子肽接觸。另外地或可替選地,在一些實施方式中,該方法涉及誘導在包含細胞色素c的樣品中圍繞細胞色素c的新型π-π相互作用,包括使樣品與有效量的芳香族陽離子肽接觸。在一些實施方式中,該芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些實施方式中,包含摻雜有本發明的芳香族陽離子肽的細胞色素c的樣品包括:傳感器部件,例如光電池傳感器或發光傳感器;導體;開關,例如晶體管;發光元件,例如發光二極管;電荷存儲或累積裝置,例如光伏器件;二極管;集成電路;固態裝置;或任何其它的有機電子裝置。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些實施方式中,細胞色素c以純化的、分離的和/或濃縮的形式存在于樣品中。在一些實施方式中,細胞色素c以天然形式存在于樣品中。例如,在一些實施方式中,細胞色素c存在于一個或多個線粒體中。在一些實施方式中,線粒體被分離。在其它實施方式中,線粒體存在于細胞或細胞制劑中。在一些實施方式中,細胞色素c摻雜有芳香族陽離子肽或其鹽,例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,本公開提供一種關于線粒體呼吸的方法。在一些實施方式中,所述方法涉及增大線粒體的o2消耗、增加樣品中的三磷酸腺苷atp合成、和/或增強細胞色素c減少的線粒體內膜(mitoplasts)的呼吸。在一些實施方式中,含有線粒體和/或細胞色素c減少的線粒體內膜的樣品與有效量的芳香族陽離子肽或其鹽接觸。在一些實施方式中,線粒體以純化的、分離的和/或濃縮的形式存在于樣品中。在一些實施方式中,線粒體以天然形式存在于樣品中。例如,在一些實施方式中,線粒體存在于細胞中或細胞制劑中。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,提供了傳感器。在一些實施方式中,傳感器包括摻雜有一定含量的在文中公開的芳香族陽離子肽或其鹽(如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的細胞色素c。在一些實施方式中,傳感器包括用于測量由芳香族陽離子肽的含量變化而引起的細胞色素c的性質的變化的計量儀。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽的含量響應于細胞色素c的溫度和/或細胞色素c的ph的變化而變化。在一些實施方式中,所述性質為導電性,該計量儀包括與細胞色素c電連通的陽極和陰極。在一些實施方式中,細胞色素c的性質為光致發光性,且該計量儀包括用以測量摻雜有一定含量的本發明的芳香族陽離子肽的細胞色素c發出的光的強度和/或摻雜有本發明的芳香族陽離子肽的細胞色素c發出的光的波長的變化的光檢測器。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面中,提供了感測方法。在一些實施方式中,該方法包括測量摻雜有一定含量的芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的細胞色素c的性質的變化。在一些實施方式中,所測量的變化由芳香族陽離子肽的含量的變化引起。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽的含量響應于細胞色素c的溫度和/或細胞色素c的ph的變化而變化。在一些實施方式中,性質為導電性、光致發光強度和光致發光波長中的至少一個。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,提供了開關。在一些實施方式中,所述開關包括細胞色素c和芳香族陽離子肽的源。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)與細胞色素c連通。在一些實施方式中,提供致動器以控制與細胞色素c連通的芳香族陽離子肽的量。在一些實施方式中,該致動器控制細胞色素c的溫度和/或細胞色素c的ph。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,提供了開關方法。在一些實施方式中,所述方法包括改變與細胞色素c連通的芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的含量。在一些實施方式中,改變芳香族陽離子肽的含量包括改變細胞色素c的溫度和/或細胞色素c的ph。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,提供了發光元件。在一些實施方式中,發光元件包括摻雜有效量的芳香族陽離子肽(例如d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2和/或phe-d-arg-phe-lys-nh2)或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的細胞色素c以及刺激細胞色素c的發光的源。在一些方面,提供了一種發光的方法。在一些實施方式中,所述發光方法包括刺激摻雜有效量的芳香族陽離子肽(例如d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2和/或phe-d-arg-phe-lys-nh2)或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的細胞色素c。在一些方面,本公開提出了用于細胞色素c生物傳感器的方法和組合物。在一些實施方式中,細胞色素c生物傳感器包括一種或多種在文中公開的芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)。在一些實施方式中,摻雜有肽的細胞色素c用作生物傳感器內的氧化還原活性酶和電極之間的中介物。在一些實施方式中,摻雜有肽的細胞色素c直接固定在生物傳感器的電極上。在一些實施方式中,肽與生物傳感器內的細胞色素c連接。在一些實施方式中,肽不與細胞色素c連接。在一些實施方式中,肽和/或細胞色素c固定在生物傳感器內的表面上。在一些實施方式中,肽和/或細胞色素c在生物傳感器內可自由擴散。在一些實施方式中,生物傳感器包括肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。另外地或可替選地,在一些實施方式中,生物傳感器包括芳香族陽離子肽phe-d-arg-phe-lys-nh2。在一些方面,本公開提出了用于環境污染物的生物修復的組合物。在一些實施方式中,該組合物包括表達一種或多種芳香族陽離子肽或其鹽(例如醋酸鹽或三氟醋酸鹽)的重組細菌。在一些實施方式中,該重組細菌包括編碼一種或多種芳香族陽離子肽的核酸。在一些實施方式中,核酸在誘導型啟動子的控制下進行表達。在一些實施方式中,核酸在組成型啟動子的控制下進行表達。在一些實施方式中,核酸包括質粒dna。在一些實施方式中,核酸包括染色體插入物。在一些實施方式中,重組細菌源自在表7中列出的細菌物種。在一些方面,本公開提供了用于環境污染物的生物修復的方法。在一些實施方式中,該方法包括使包含環境污染物的材料與包含表達一種或多種芳香族陽離子肽的重組細菌的生物修復組合物相接觸。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于異化型金屬還原的方法。在一些實施方式中,金屬包括sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、y、zr、nb、mo、tc、ru、pd、ag、cd、hf、ta、w、re、os、ir、pt、au、hg、rf、db、sg、bh、hs、cn、al、ga、in、sn、ti、pb或bi。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于非金屬的異化還原的方法。在一些實施方式中,非金屬包括硫酸鹽。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于高氯酸鹽的異化還原的方法。在一些實施方式中,高氯酸鹽包括nh4clo4、csclo4、liclo4、mg(clo4)2、hclo4、kclo4、rbclo4、agclo4、或naclo4。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于異化型硝酸鹽還原的方法。在一些實施方式中,硝酸鹽包括hno3、lino3、nano3、kno3、rbno3、csno3、be(no3)2、mg(no3)2、ca(no3)2、sr(no3)2、ba(no3)2、sc(no3)3、cr(no3)3、mn(no3)2、fe(no3)3、co(no3)2、ni(no3)2、cu(no3)2、zn(no3)2、pd(no3)2、cd(no3)2、hg(no3)2、pb(no3)2或al(no3)3。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于放射性核素的異化還原的方法。在一些實施方式中,放射性核素包括錒系元素。在一些實施方式中,放射性核素包括鈾。在一些實施方式中,在文中公開的方法包括用于甲基叔丁基醚(mtbe)、氯乙烯或二氯乙烯的異化還原的方法。在一些實施方式中,在文中描述的生物修復方法在原位進行。在一些實施方式中,在文中描述的生物修復方法非原位進行。在一些實施方式中,在文中描述的生物修復方法包括使污染物與包含編碼一種或多種芳香族陽離子肽的核酸的重組細菌相接觸。在一些實施方式中,核酸在誘導型啟動子的控制下進行表達。在一些實施方式中,核酸在組成型啟動子的控制下進行表達。在一些實施方式中,核酸包括質粒dna。在一些實施方式中,核酸包括染色體插入物。在一些實施方式中,重組細菌源自在表7中列出的細菌物種。在一些在文中公開的生物修復方法和組合物的實施方式中,芳香族陽離子肽包括d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。附圖說明圖1a和圖1b為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增大細胞色素c還原速率的圖;圖2a為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強通過細胞色素c的電子擴散的圖表。圖2b為示出在100mv/s下具有增加的ss-31用量的溶液(20mm氨基丁三醇-硼酸-乙二胺四乙酸(tbe)緩沖液,ph7)中的細胞色素c的循環伏安圖的圖表;圖3a和圖3b為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強細胞色素c的電子產生能力的圖;圖4為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)誘導圍繞細胞色素c血紅素的新型π-π相互作用的圖;圖5a和圖5b為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增大分離的線粒體中的o2消耗的圖;圖6為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增加分離的線粒體中的atp合成的圖;圖7為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強細胞色素c減少的線粒體內膜的呼吸作用的圖;圖8為摻雜有肽的細胞色素c傳感器的圖;圖9為可替選的摻雜有肽的細胞色素c傳感器的圖;圖10為摻雜有肽的細胞色素c開關的圖;圖11為生物傳感器中的電子流動的圖,其中,摻雜有肽的細胞色素c用作電子流至電極的中介物;圖12為生物傳感器中的電子流動的圖,其中,摻雜有肽的細胞色素c固定在電極上;圖13為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)和肽phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)促進細胞色素c還原的圖;圖14為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)和肽phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)提高電子通量的圖,該電子通量由在分離的大鼠腎線粒體中的o2消耗來測量;圖15為示出肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)和肽phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)增大分離的線粒體中的atp生成的速率的圖;圖16為有機發光晶體管的框圖;圖17為有機發光二極管的框圖;圖18為分散的異質結有機光伏電池的框圖;圖19中的(a)示出利用高度折疊的異質結有機光伏電池的電子空穴對形成;圖19中的(b)示出利用受控生長異質結有機光伏電池的電子空穴對形成;圖20a和圖20b示出用于在制造有機電子裝置期間沉積有機材料的薄膜的技術,有機電子裝置包括但不限于有機發光晶體管、有機發光二極管和有機光伏電池。具體實施方式應當明白,下文以不同的詳細程度描述了本發明的某些方面、模式、實施方式、變型和特征,以提供對本發明的實質性理解。下文提供了本說明書中使用的一些術語的定義。除非另有說明,本文中使用的所有技術和科學用語通常具有和本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的意思相同的意思。在實踐本發明中,使用細胞生物學、分子生物學、蛋白質生物化學、免疫學、細菌學的許多常規技術。這些技術在本領域中是公知的且提供在許多可用的出版物中,包括currentprotocolsinmolecularbiology(vols.i-iii,ausubel,ed.(1997));sambrook等的molecularcloning:alaboratorymanual,第二版,(冷泉港實驗室出版社,冷泉港,紐約,1989)。除非內容清楚指明,否則本說明和所附的權利要求中使用的單數形式“一”和“該”包括復數的引用對象。例如,所提及的“一細胞“包括兩個細胞或更多細胞的組合等。本文中使用的將制劑、藥物或肽“給藥”至對象包括將化合物引入到或給送到對象以執行其預期功能的任何途徑。可以通過任何合適的途徑來執行“給藥”,包括口服、鼻內、腸胃外(通過靜脈、肌內、腹腔內或皮下)或者局部給藥。“給藥”包括自身給藥和由其他人給藥。本文中使用的術語“氨基酸”包括天然存在的氨基酸和合成的氨基酸以及氨基酸類似物和以類似于天然存在的氨基酸的形式作用的氨基酸模擬物。天然存在的氨基酸是通過遺傳密碼編碼的氨基酸以及后來被改性的那些氨基酸,比如羥(基)脯氨酸、γ-羧基谷氨酸和o-磷酸絲氨酸。氨基酸類似物指的是具有和天然存在的氨基酸相同的基本化學結構的化合物,所述的基本化學結構即結合至氫的α-碳、羧基、氨基和r基,所述氨基酸類似物比如為高絲氨酸、正亮氨酸、蛋氨酸亞礬、甲硫基蛋氨酸。這樣的類似物具有改性的r基(例如正亮氨酸)或改性的肽主鏈,但保持與天然存在的氨基酸相同的基本化學結構。氨基酸模擬物指的是具有與氨基酸的通用化學結構不同的結構、但以類似于天然存在的氨基酸的方式作用的化學化合物。本文可按照iupac-iub生化命名委員會建議的通常已知的三字母符號或者一字母符號指代氨基酸。本文中使用的術語“有效量”指的是足以獲得所需的治療和/或預防效果的量。在治療或預防性應用的背景下,給藥至對象的組合物的量將取決于疾病的類型和嚴重性以及例如平常健康情況、年齡、性別、體重和對藥物的耐受性的個體特性。所述量還取決于疾病的程度、嚴重性和類型。專業的技術人員將能夠根據這些因素和其他因素來確定合適的劑量。所述組合物還可結合一種或多種其他的治療化合物來給藥。在一些實施方式中,術語“有效量”指足以實現所需的電子效應或導電效應(例如促進或增強電子轉移)的量。在文中使用的“外源核酸”指的是,不是寄主細胞內天然存在的、而是從外源引入的核酸(例如dna、rna)。在文中使用的外源核酸指的是未整合到寄主細胞的基因組、而保持獨立的核酸,例如細菌質粒核酸。在文中使用的“細菌質粒”指的是細菌來源的用作所關注的序列的載體以及用于在細菌寄主細胞內表達該序列的工具的環狀dna。“分離的”或“純化的”多肽或肽基本上不具有源自細胞或組織的源(試劑來自于該源)的細胞材料或其它受污染的多肽,或者當化學合成時基本上不具有化學前體或其它的化學物質。例如,分離的芳香族陽離子肽或所分離的細胞色素c蛋白將不具有會干擾試劑的診斷用途或治療用途、或者干擾肽的導電性或電性能的材料。這樣的干擾材料可以包括酶、激素和其他蛋白質類的和非蛋白質類的溶解物。在文中使用的“誘導型啟動子”指的是受一定條件(例如溫度或者特定分子的存在)影響、且僅在滿足這些條件時促進所關注的操作性連接的核酸序列的表達的啟動子。文中使用的“組成型啟動子”指的是在所有或大多數環境條件下促進所關注的操作性連接的核酸序列的表達的啟動子。本文中使用的術語“多肽”、“肽”和“蛋白質”在本文中是可互換的,以表示包括通過肽鍵或改性的肽鍵而互相連接的兩個或更多個氨基酸的聚合物,即,肽電子等排體。多肽既指短鏈(通常稱為肽、糖肽或低聚物)也指較長的鏈(通常稱為蛋白質)。多肽可以包括與20個基因編碼的氨基酸不同的氨基酸。多肽包括通過諸如翻譯后加工的天然過程或本領域中熟知的化學改性技術改性的氨基酸序列。文中使用的“重組細菌”指已被設計成攜帶和/或表達一種或多種外源核酸(例如dna)序列的細菌。本文中使用的術語“治療”或“減輕”指的是治療處理措施和預防或防止措施,其中,目的是防止或減緩(減輕)目標病癥或失調。還應當理解,本文描述的治療或預防醫學病癥的各種模式旨在表示“顯著”,其包括完全治療或者預防以及小于完全治療或者預防,其中實現了某種生物學相關或醫學相關的結果。本文中使用的“防止”失調或病癥指的是相對于未治療的對照樣本,化合物降低治療的樣本的失調或病癥的發生率,或者相對于未治療的對照樣本延遲失調或病癥的發病或者減輕失調或病癥的一種或多種癥狀的嚴重程度。芳香族陽離子肽本發明涉及芳香族陽離子肽的用途。在一些實施方式中,所述肽用在與導電性有關的方面中。所述芳香族陽離子肽可溶于水并且強極性。盡管所述肽具有這些特性,然而所述肽能夠容易地穿過細胞膜。芳香族陽離子肽通常最少包括通過肽鍵而共價鍵連接的三個氨基酸或最少包括通過肽鍵而共價鍵連接的四個氨基酸。芳香族陽離子肽中存在的氨基酸的最大數目為通過肽鍵而共價鍵連接的大約二十個氨基酸。適當地,氨基酸的最大數目為大約12個、大約9個或大約6個。芳香族陽離子肽的氨基酸可以是任何氨基酸。本文中使用的術語“氨基酸”用來指包括至少一個氨基和至少一個羧基的任何有機分子。通常,至少一個氨基是相對于羧基在α位。所述氨基酸可以是天然存在的。例如,天然存在的氨基酸包括通常在哺乳動物蛋白中發現的二十種最常見的左旋(l)氨基酸,即丙氨酸(ala),精氨酸(arg),天門冬酰胺(asn),天門冬氨酸(asp),半胱氨酸(cys),谷氨酰胺(gln),谷氨酸(glu),甘氨酸(gly),組氨酸(his),異亮氨酸(ile),亮氨酸(leu),賴氨酸(lys),蛋氨酸(met),苯丙氨酸(phe),脯氨酸(pro),絲氨酸(ser),蘇氨酸(thr),色氨酸(trp),酪氨酸(tyr),和纈氨酸(val)。其它天然存在的氨基酸包括諸如與蛋白質合成無關的代謝過程中合成的氨基酸。例如,氨基酸—鳥氨酸和瓜氨酸是在哺乳動物新陳代謝的產生尿素期間合成的。天然存在的氨基酸的另一示例包括羥(基)脯氨酸(hyp)。所述肽可選地包括一種或多種非天然存在的氨基酸。最佳地,所述肽不具有天然存在的氨基酸。所述非天然存在的氨基酸可以是左旋(l-)氨基酸、右旋(d-)氨基酸或其混合物。非天然存在的氨基酸是這樣的氨基酸:通常不是在生物體的天然代謝過程中合成的,且非天然地出現在蛋白質中。此外,非天然存在的氨基酸合適地也不會由普通的蛋白酶識別。非天然存在的氨基酸可以存在于肽的任何位置中。例如,非天然存在的氨基酸可以在n末端、c末端或者在n末端和c末端之間的任何位置。例如,非天然的氨基酸可以包括天然氨基酸中不存在的烷基、芳基或烷基芳基。非天然烷基氨基酸的一些示例包括α-氨基丁酸、β-氨基丁酸、γ-氨基丁酸、δ-氨基戊酸和ε-氨基己酸。非天然的芳基氨基酸的一些示例包括鄰氨基苯甲酸、間氨基苯甲酸和對氨基苯甲酸。非天然的烷基芳基氨基酸的一些示例包括鄰氨基苯乙酸、間氨基苯乙酸和對氨基苯乙酸、以及γ-苯基-β-氨基丁酸。非天然存在的氨基酸包括天然存在的氨基酸的衍生物。所述天然存在的氨基酸的衍生物可以包括諸如對天然存在的氨基酸添加一種或多種化學基團。例如,可以將一種或多種化學基團添加至苯基丙氨酸殘基或酪氨酸殘基的芳香環的2’、3’、4’、5’或6’位置或者至色氨酸殘基的苯并環的4’、5’、6’或7’位置。所述基團可以是可以添加到芳香環的任何化學基團。這樣的基團的一些示例包括:支鏈的或者無支鏈的c1-c4的烷基,比如甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基、異丁基、或叔丁基;c1-c4的烷氧基(即烷氧基);氨基;c1-c4的烷基氨基和c1-c4的二烷基氨基(例如,甲氨基、二甲氨基);硝基;羥基;鹵素(即氟、氯、溴或碘)。天然存在的氨基酸的非天然存在的衍生物的一些特定示例包括正纈氨酸(nva)和正亮氨酸(nle)。肽中氨基酸的改性的另一示例是將肽中的天冬氨酸或谷氨酸殘基的羧基衍生化。衍生化的一個示例是與氨或伯胺或仲胺(例如甲胺、乙胺、二甲胺或二乙胺)的酰胺化。衍生化的另一示例包括與諸如甲醇或乙醇進行酯化。另一種這樣的改性包括賴氨酸、精氨酸或組氨酸殘基的氨基的衍生化。例如,這些氨基可以被酰化。例如,一些合適的酰基包括苯甲酰基或者包括以上提及的c1-c4的烷基中的任一烷基的烷酰基,比如乙酰基或丙酰基。非天然存在的氨基酸對常見的蛋白酶適當地為抵抗性的或不敏感。對蛋白酶抵抗性的或者不敏感的非天然存在的氨基酸的示例包括以上提及的任一種天然存在的左旋(l-)氨基酸的右旋(d-)形式以及左旋和/或右旋的非天然存在的氨基酸。盡管右旋氨基酸存在于通過與細胞的常規的核糖體蛋白合成方法不同的方法而合成的某些肽抗生素中,但右旋氨基酸通常不存在于蛋白質中。本文中使用的右旋氨基酸被認為是非天然存在的氨基酸。為了使蛋白酶靈敏度最小,肽應當具有小于5個、小于4個、小于3個、或小于2個的由普通蛋白酶識別的連續左旋氨基酸,而與氨基酸是否為天然存在無關。在一個實施方式中,肽僅具有右旋氨基酸,而不具有左旋氨基酸。如果肽具有蛋白酶敏感的氨基酸序列,則所述氨基酸中的至少一個氨基酸優選地為非天然存在的右旋氨基酸,由此提供蛋白酶抗性。蛋白酶敏感序列的示例包括可以由常見的蛋白酶(比如肽鏈內切酶和胰蛋白酶)容易地切割的兩個或更多個連續的堿性氨基酸。堿性氨基酸的示例包括精氨酸、賴氨酸和組氨酸。與肽中的氨基酸殘基的總數目相比,在生理ph,芳香族陽離子肽應當具有最小數目的凈正電荷。生理ph的凈正電荷的最小數目將在下文稱為(pm)。肽中的氨基酸殘基的總數目將在下文稱為(r)。下文討論的凈正電荷的最小數目都是在生理ph。本文中使用的術語“生理ph”指的是哺乳動物體的組織和器官的細胞中的正常ph。例如,人的生理ph通常為約7.4,而哺乳動物中的正常生理ph可以為從約7.0至約7.8的任一ph。本文中使用的“凈電荷”指的是存在于肽中的氨基酸所攜帶的正電荷的數目和負電荷的數目之間的平衡。在本說明書中,應當理解,凈電荷是在生理ph下測定的。在生理ph帶正電的天然存在的氨基酸包括左旋賴氨酸、左旋精氨酸和左旋組氨酸。在生理ph帶負電的天然存在的氨基酸包括左旋天冬氨酸和左旋谷氨酸。通常地,肽具有帶正電的n-末端氨基和帶負電的c-末端羧基。所述電荷在生理ph相互抵消。作為計算凈電荷的示例,肽tyr-arg-phe-lys-glu-his-trp-d-arg具有一個帶負電的氨基酸(即glu)和四個帶正電的氨基酸(即,兩個arg殘基、一個lys和一個his)。因此,以上的肽具有3個凈正電荷。在一個實施方式中,芳香族陽離子肽的生理ph的凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間具有某種關系,其中,3pm是小于或等于r+1的最大數。在該實施方式中,凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的關系如下:表1.氨基酸數目和凈正電荷(3pm≤p+1)(r)34567891011121314151617181920(pm)112223334445556667在另一實施方式中,芳香族陽離子肽的凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間具有某種關系,其中,2pm是小于或等于r+1的最大數。在該實施方式中,凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的關系如下:表2.氨基酸數目和凈正電荷(2pm≤p+1)(r)34567891011121314151617181920(pm)22334455667788991010在一個實施方式中,凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)相等。在另一實施方式中,肽具有三個或四個氨基酸殘基,其凈正電荷的最小數目為1、適當地凈正電荷的最小數目為2且更優選地凈正電荷的最小數目為3。還重要的是,芳香族陽離子肽相比于凈正電荷的總數目(pt)具有最小數目的芳香基團。芳香基團的最小數目在下文將稱為(a)。具有芳香基團的天然存在的氨基酸包括氨基酸—組氨酸、色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸。例如,六肽lys-gln-tyr-d-arg-phe-trp具有2個凈正電荷(由賴氨酸殘基和精氨酸殘基提供)以及三個芳香基團(由酪氨酸殘基、苯丙氨酸殘基和色氨酸殘基提供)。芳香族陽離子肽還應當在芳香基團的最小數目(a)和生理ph的凈正電荷的總數目(pt)之間具有某種關系,其中,除了當pt為1時a也可為1之外,3a是小于或等于pt+1的最大數。在該實施方式中,芳香基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的關系如下:表3.芳香基團和凈正電荷(3a≤pt+1或a=pt=1)(pt)1234567891011121314151617181920(a)11112223334445556667在另一實施方式中,芳香族陽離子肽在芳香基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間具有某種關系,其中,2a是小于或者等于pt+1的最大數。在該實施方式中,芳香氨基酸殘基的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的關系如下:表4.芳香基團和凈正電荷(2a≤pt+1或a=pt=1)(pt)1234567891011121314151617181920(a)1122334455667788991010在另一實施方式中,芳香基團的數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)相等。羧基且尤其是c-末端氨基酸的末端羧基適當地與諸如氨進行酰胺化,以形成c-端酰胺。可替選地,c-端氨基酸的末端羧基可以與任一伯胺或仲胺進行酰胺化。所述伯胺或仲胺可以是諸如烷基、尤其是支鏈的或無支鏈的c1-c4的烷基或者芳香胺。因此,在肽的c末端的氨基酸可以轉化為酰胺基、n-甲基酰胺基、n-乙基酰胺基、n,n-二甲基酰胺基、n,n-二乙基酰胺基、n-甲基-n-乙基酰胺基、n-苯基酰胺基或n-苯基-n-乙基酰胺基。未出現在芳香族陽離子肽的c末端的天冬酰胺殘基、谷氨酰胺殘基、天冬氨酸殘基和谷氨基酸殘基的游離的羧酸基也可被酰胺化,不論它們是否存在于肽內。這些內部位置的酰胺化可以與氨或以上所述伯胺或仲胺中的任何一者進行。在一個實施方式中,芳香族陽離子肽是具有兩個凈正電荷以及至少一個芳香族氨基酸的三肽。在特定的實施方式中,所述芳香族陽離子肽是具有兩個凈正電荷和兩個芳香族氨基酸的三肽。在一個實施方式中,芳香族陽離子肽具有1.至少一個凈正電荷;2.最少三個氨基酸;3.最多約20個氨基酸;4.凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的聯系,其中3pm為小于或等于r+1的最大數;以及5.芳香族基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的聯系,其中除了當a為1時,pt也可為1外,2a為小于或等于pt+1的最大數。在另一實施方式中,本發明提供了一種用于減少哺乳動物的離體器官中進行線粒體通透性轉變(mpt)的線粒體的數目、或者用于防止哺乳動物的離體器官中的線粒體通透性轉變的方法。該方法包括對離體器官施用有效量的芳香族陽離子肽,所述芳香族陽離子肽具有:至少一個凈正電荷;最少三個氨基酸;最多約20個氨基酸;凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的聯系,其中3pm為小于或等于r+1的最大數;以及芳香族基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的聯系,其中除了當a為1時,pt也可為1外,2a為小于或等于pt+1的最大數。在又一實施方式中,本發明提供了一種在有需要的哺乳動物中減少進行線粒體通透性轉變(mpt)的線粒體的數目、或者在有需要的動物中防止線粒體通透性轉變的方法。所述方法包括對該哺乳動物施用有效量的芳香族陽離子肽,所述芳香族陽離子肽具有:至少一個凈正電荷;最少三個氨基酸;最多約20個氨基酸;凈正電荷的最小數目(pm)和氨基酸殘基的總數目(r)之間的聯系,其中3pm為小于或等于r+1的最大數;以及芳香族基團的最小數目(a)和凈正電荷的總數目(pt)之間的聯系,其中除了當a為1時,pt也可為1外,3a為小于或等于pt+1的最大數。芳香族陽離子肽包括但不限于下列給出的肽:h-phe-d-argphe-lys-cys-nh2d-arg-dmt-lys-trp-nh2;d-arg-trp-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-met-nh2;h-d-arg-dmt-lys(nαme)-phe-nh2;h-d-arg-dmt-lys-phe(nme)-nh2;h-d-arg-dmt-lys(nαme)-phe(nme)-nh2;h-d-arg(nαme)-dmt-(nme)-lys(nαme)-phe(nme)-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-dmt-lys-trp-nh2;d-arg-dmt-lys-phe-lys-met-nh2;d-arg-dmt-lys-dmt-lys-met-nh2;h-d-arg-dmt-lys-phe-sar-gly-cys-nh2;h-d-arg-ψ[ch2-nh]dmt-lys-phe-nh2;h-d-arg-dmt-ψ[ch2-nh]lys-phe-nh2;h-d-arg-dmt-lysψ[ch2-nh]phe-nh2;和h-d-arg-dmt-ψ[ch2-nh]lys-ψ[ch2-nh]phe-nh2,tyr-d-arg-phe-lys-nh22′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2phe-d-arg-phe-lys-nh2phe-d-arg-dmt-lys-nh2d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2h-phe-d-arg-phe-lys-cys-nh2lys-d-arg-tyr-nh2,d-tyr-trp-lys-nh2,trp-d-lys-tyr-arg-nh2,tyr-his-d-gly-met,tyr-d-arg-phe-lys-glu-nh2,met-tyr-d-lys-phe-arg,d-his-glu-lys-tyr-d-phe-arg,lys-d-gln-tyr-arg-d-phe-trp-nh2,phe-d-arg-lys-trp-tyr-d-arg-his,gly-d-phe-lys-tyr-his-d-arg-tyr-nh2,val-d-lys-his-tyr-d-phe-ser-tyr-arg-nh2,trp-lys-phe-d-asp-arg-tyr-d-his-lys,lys-trp-d-tyr-arg-asn-phe-tyr-d-his-nh2,thr-gly-tyr-arg-d-his-phe-trp-d-his-lys,asp-d-trp-lys-tyr-d-his-phe-arg-d-gly-lys-nh2,d-his-lys-tyr-d-phe-glu-d-asp-d-his-d-lys-arg-trp-nh2,ala-d-phe-d-arg-tyr-lys-d-trp-his-d-tyr-gly-phe,tyr-d-his-phe-d-arg-asp-lys-d-arg-his-trp-d-his-phe,phe-phe-d-tyr-arg-glu-asp-d-lys-arg-d-arg-his-phe-nh2,phe-tyr-lys-d-arg-trp-his-d-lys-d-lys-glu-arg-d-tyr-thr,tyr-asp-d-lys-tyr-phe-d-lys-d-arg-phe-pro-d-tyr-his-lys,glu-arg-d-lys-tyr-d-val-phe-d-his-trp-arg-d-gly-tyr-arg-d-met-nh2,arg-d-leu-d-tyr-phe-lys-glu-d-lys-arg-d-trp-lys-d-phe-tyr-d-arg-gly,d-glu-asp-lys-d-arg-d-his-phe-phe-d-val-tyr-arg-tyr-d-tyr-arg-his-phe-nh2,asp-arg-d-phe-cys-phe-d-arg-d-lys-tyr-arg-d-tyr-trp-d-his-tyr-d-phe-lys-phe,his-tyr-d-arg-trp-lys-phe-d-asp-ala-arg-cys-d-tyr-his-phe-d-lys-tyr-his-ser-nh2,gly-ala-lys-phe-d-lys-glu-arg-tyr-his-d-arg-d-arg-asp-tyr-trp-d-his-trp-his-d-lys-asp,和thr-tyr-arg-d-lys-trp-tyr-glu-asp-d-lys-d-arg-his-phe-d-tyr-gly-val-ile-d-his-arg-tyr-lys-nh2。在一些實施方式中,可用在本發明的方法中的肽為具有酪氨酸殘基或具有酪氨酸衍生物的肽。在一些實施方式中,酪氨酸的衍生物包括2’-甲基酪氨酸(mmt)、2’,6’-二甲基酪氨酸(2’,6’-dmt)、3’,5’-二甲基酪氨酸(3’,5’-dmt)、n,2’,6’-三甲基酪氨酸(tmt)和2’-羥基-6’-甲基酪氨酸(hmt)。在一個實施方式中,肽具有式tyr-d-arg-phe-lys-nh2(文中稱為ss-01)。ss-01具有氨基酸—酪氨酸、精氨酸和賴氨酸所貢獻的三個凈正電荷和氨基酸—苯丙氨酸和酪氨酸所貢獻的兩個芳香基。ss-01的酪氨酸可以為酪氨酸的改性衍生物,例如2’,6’-二甲基酪氨酸,以制備具有式2’,6’-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(文中稱為ss-02)的化合物。在一個適宜的實施方式中,在n-末端的氨基酸殘基為精氨酸。這樣的肽的示例為d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(文中稱為ss-31)。在另一實施方式中,在n-末端的氨基酸為苯丙氨酸或苯丙氨酸的衍生物。在一些實施方式中,苯丙氨酸的衍生物包括2’-甲基苯丙氨酸(mmp)、2’,6’-二甲基苯丙氨酸(dmp)、n,2’,6’-三甲基苯丙氨酸(tmp)和2’-羥基-6’-甲基苯丙氨酸(hmp)。這樣的肽的示例為phe-d-arg-phe-lys-nh2(文中稱為ss-20)。在一個實施方式中,ss-02的氨基酸序列進行重排使得2′,6′-dmt不位于n-末端。這樣的芳香族陽離子肽的示例具有式d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)。在另一實施方式中,芳香族陽離子肽具有式phe-d-arg-2′,6′-dmt-lys-nh2(文中稱為ss-30)。可替選地,n-末端的苯丙氨酸可為苯丙氨酸的衍生物,例如2’,6’-二甲基苯丙氨酸(2’,6’-dmp)。在一些實施方式中,肽具有包含位于氨基酸位置1處的2’,6’-二甲基苯丙氨酸的式,且具有式2′,6′-dmp-d-arg-2′,6′-dmt-lys-nh2。在一些實施方式中,肽具有式2′,6′-dmp-d-arg-phe-lys-nh2。本文提到的肽和它們的衍生物還可包括功能類似物。如果類似物具有與所列舉的肽相同的功能,則肽被認為功能類似物。例如,該類似物可以為肽的取代變型,其中一個或多個氨基酸被另一氨基酸所取代。該肽合適的取代變型包括保守的氨基酸取代物。氨基酸可以根據其物理化學性質而進行如下分組:(a)非極性氨基酸:ala(a)ser(s)thr(t)pro(p)gly(g)cys(c);(b)酸性氨基酸:asn(n)asp(d)glu(e)gln(q);(c)堿性氨基酸:his(h)arg(r)lys(k);(d)疏水性氨基酸:met(m)leu(l)ile(i)val(v);以及(e)芳香族氨基酸:phe(f)tyr(y)trp(w)his(h)。肽中的氨基酸被同一組中的另一種氨基酸取代稱為保守取代,且可以保留原始肽的物理化學性質。相反,肽中的氨基酸被不同組中的另一種氨基酸取代通常更有可能改變原始肽的物理化學性質。可用在本發明的實踐中的類似物的非限定性示例包括但不限于在表5中示出的芳香族陽離子肽。表5.肽類似物的示例cha=環己基在某些情況下,使用也具有阿片受體激動劑活性的肽可是有利的。可用在本發明的實踐中的類似物的示例包括但不限于表6示出的示出的芳香族陽離子肽。表6.具有阿片受體激動劑活性的肽類似物dab=二氨丁基dap=二氨基丙酸dmt=二甲基酪氨酸mmt=2’-甲基酪氨酸tmt=n,2’,6’-三甲基酪氨酸hmt=2’-羥基-6’-甲基酪氨酸dnsdap=β-丹磺酰-l-α,β-二氨基丙酸atndap=β-鄰氨基苯甲酰-l-α,β-二氨基丙酸bio=生物素具有μ型阿片受體激動劑活性的肽通常是那些在n末端(即,第一氨基酸位置)上具有酪氨酸殘基或酪氨酸衍生物的肽。適合的酪氨酸衍生物包括2'-甲基酪氨酸(mmt)、2',6'-二甲基酪氨酸(2',6'-dmt)、3',5'-二甲基酪氨酸(3',5'-dmt)、n,2',6'-三甲基酪氨酸(tmt)和2'-羥基-6'-甲基酪氨酸(hmt)。不具有μ型阿片受體激動劑活性的肽通常在n末端(即,氨基酸位置1)上不具有酪氨酸殘基或酪氨酸衍生物。n末端上的氨基酸可以是與酪氨酸不同的任何天然存在的氨基酸或非天然存在的氨基酸。在一個實施方式中,n末端上的氨基酸是苯丙氨酸或其衍生物。苯丙氨酸的示例性衍生物包括2'-甲基苯丙氨酸(mmp)、2',6'-二甲基苯丙氨酸(2',6'-dmp)、n,2',6'-三甲基苯丙氨酸(tmp)和2'-羥基-6'-甲基苯丙氨酸(hmp)。表5和表6中顯示的肽的氨基酸可以是左旋結構或右旋結構。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括至少一個精氨酸殘基和/或至少一個賴氨酸殘基。在一些實施方式中,精氨酸殘基和/或賴氨酸殘基作為電子受體且參與質子耦合電子轉移。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括形成“電荷-環-電荷-環”構型的序列,例如存在于ss-31中的序列。另外地或可替選地,在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括包含硫醇的殘基,例如半胱氨酸和蛋氨酸。在一些實施方式中,包括包含硫醇的殘基的肽直接提供電子且還原細胞色素c。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽包括在肽的n-末端和/或c-末端的半胱氨酸。在一些實施方式中,提供了肽多聚體。例如,在一些實施方式中,提供二聚體,例如ss-20二聚體:phe-d-arg-phe-lys-phe-d-arg-phe-lys。在一些實施方式中,二聚體為ss-31二聚體:d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2。在一些實施方式中,多聚體為三聚體、四聚體和/或五聚體。在一些實施方式中,多聚體包括不同單體肽的組合(例如與ss-31肽連接的ss-20肽)。在一些實施方式中,這些較長的類似物可用作治療分子和/或用在文中所公開的傳感器、開關和導體中。在一些實施方式中,文中描述的芳香族陽離子肽包括全部左旋(l)氨基酸。肽合成可以通過本領域熟知的任何方法來合成肽。例如,用于以化學方式合成肽的合適方法包括stuart和young在以下文獻中描述的方法:solidphasepeptidesynthesis,第二版,pierce化學公司(piercechemicalcompany)(1984年);以及methodsenzymol.,289,學術出版社公司,紐約(1997年)。使肽穩定以防止酶降解的一種方式為在經受斷裂的肽鍵處用d-氨基酸替代l-氨基酸。制備除了已存在的d-arg殘基外還包含一個或多個d-氨基酸殘基的芳香族陽離子肽類似物。防止酶降解的另一方式為在肽的一個或多個氨基酸殘基處的α-氨基的n-甲基化作用。這會防止通過任何肽酶而肽鍵斷裂。示例包括:h-d-arg-2′,6′-dmt-lys(nαme)-phe-nh2;h-d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe(nme)-nh2;h-d-arg-2′,6′-dmt-lys(nαme)-phe(nme)-nh2;和h-d-arg(nαme)-2′,6′-dmt(nme)-lys(nαme)-phe(nme)-nh2。nα-甲基化的類似物具有較低的氫結合能力且可預計具有提高的腸道通透性。使肽酰胺鍵(-co-nh-)穩定從而防止酶降解的可替選方式為利用還原的酰胺鍵(ψ[ch2-nh])替換所述肽酰胺鍵。這可通過boc-氨基酸-醛和在固相肽合成中的生長肽鏈的n-末端氨基酸殘基的氨基之間的還原烷基化反應來實現。由于降低的氫結合能力,還原的肽鍵預計導致提高的細胞通透性。示例包括:h-d-arg-ψ[ch2-nh]2′,6′-dmt-lys-phe-nh2、h-d-arg-2′,6′-dmt-ψ[ch2-nh]lys-phe-nh2、h-d-arg-2′,6′-dmt-lysψ[ch2-nh]phe-nh2、h-d-arg-2′,6′-dmt-ψ[ch2-nh]lys-ψ[ch2-nh]phe-nh2等。芳香族陽離子肽的預防用途和治療用途本文中描述的芳香族陽離子肽有利于預防或治療疾病。具體地,本發明提供了通過給藥本文描述的芳香族陽離子肽來治療處于疾病的危險中(或易受疾病影響)的對象的預防和治療方法。因此,本方法提供了通過將有效量的芳香族陽離子肽給藥至有需要的對象來預防和/或治療對象中的疾病。在一個方面,本公開提供了一種減少有需要的哺乳動物中經受線粒體通透性轉變(mpt)的線粒體的數目、或者預防有需要的哺乳動物中線粒體通透性轉變的方法,所述方法包括對哺乳動物給藥有效量的文中所描述的一種或多種芳香族陽離子肽。在另一方面,本公開提供了一種用于提高有需要的哺乳動物中的atp合成速率的方法,所述方法包括對哺乳動物給藥有效量的文中所描述的一種或多種芳香族陽離子肽。在另一方面,本公開提供了一種用于減少有需要的哺乳動物中的氧化損傷的方法,所述方法包括對哺乳動物給藥有效量的文中所描述的一種或多種芳香族陽離子肽。氧化損傷。上文描述的肽用于減少有需要的哺乳動物中的氧化損傷。需要減少氧化損傷的哺乳動物為那些經受與氧化損傷關聯的疾病、病癥或治療的哺乳動物。通常,通過例如活性氧簇(ros)和/或活性氮簇(rns)的自由基導致氧化損傷。ros和rns的示例包括羥基自由基、超氧陰離子自由基、一氧化氮、氫、次氯酸(hocl)和過氧亞硝酸鹽陰離子。如果在給藥有效量的上述芳香族陽離子肽之后,哺乳動物、離體器官或細胞中的氧化損傷的量降低,則氧化損傷被視為“減少”。通常,與未使用該肽治療的對照對象相比,如果氧化損傷降低了至少約10%、至少約25%、至少約50%、至少約75%或至少約90%,則氧化損傷被視為減少。在一些實施方式中,待治療的哺乳動物可以為患有與氧化損傷關聯的疾病或癥狀的哺乳動物。氧化損傷可出現在哺乳動物的任何細胞、組織或器官中。在人類中,許多疾病涉及氧化應激。示例包括動脈粥樣硬化、帕金森氏病、心力衰竭、心肌梗塞、老年癡呆癥、精神分裂癥、躁郁癥、x染色體易損綜合征和慢性疲勞綜合征。在一個實施方式中,哺乳動物可以經受與氧化損傷關聯的治療。例如,該哺乳動物可以經受再灌注。再灌注是指對其中血流減少或阻塞的任何器官或組織進行血流恢復。在再灌注期間的血流的恢復導致呼吸爆發和形成自由基。在一個實施方式中,由于缺氧或局部缺血,哺乳動物的血流會減少或被阻塞。在缺氧或局部缺血期間的血液供給的減少或嚴重減縮可由例如血栓栓塞性中風、冠狀動脈粥樣硬化或周圍性血管疾病引起。大量的器官和組織經受局部缺血或缺氧。這樣的器官的示例包括腦、心臟、腎臟、腸和前列腺。受影響的組織通常為肌肉,例如心肌、骨骼肌或平滑肌。例如,心肌局部缺血或缺氧通常由動脈粥樣硬化的阻塞或血栓性的阻塞引起,動脈粥樣硬化的阻塞或血栓性的阻塞導致借助心臟動脈供血和毛細血管供血而輸送到心臟組織的氧減縮或減少。這樣的心肌缺血或缺氧可導致受影響的心肌疼痛和壞死,并且最終可導致心力衰竭。所述方法還可以用于減少與任何神經退行性疾病或病癥關聯的氧化損傷。神經退行性疾病可以影響中樞神經系統和周圍神經系統的任何細胞、組織或器官。這樣的細胞、組織和器官的示例包括腦、脊髓、神經元、神經節、雪旺細胞(schwanncell)、星形膠質細胞、少突細胞和小神經膠質細胞。神經退行性病癥可以為例如中風或腦創傷或脊髓損傷的急性病癥。在另一實施方式中,神經退行性疾病或病癥可以為慢性神經退行性病癥。在慢性神經退行性病癥中,自由基例如可以導致對蛋白質造成損傷。這樣的蛋白質的示例為β淀粉樣蛋白。與由自由基造成的損傷關聯的慢性神經退行性疾病的示例包括帕金森氏癥、老年癡呆癥、亨廷頓癥(huntington'sdisease)和肌萎縮側索硬化癥(也稱為葛雷克氏癥)。可以被治療的其他病癥包括子癇前期、糖尿病和老化綜合征以及與老化相關的病癥(比如黃斑變性、皺紋)。線粒體通透性轉變。上文描述的肽有利于治療與線粒體通透性轉變(mpt)關聯的任何疾病或病癥。這樣的疾病和病癥包括但不限于組織或器官的局部缺血和/或再灌注、缺氧和大量神經退行性疾病中的任一種神經退行性疾病。需要抑制或預防mpt的哺乳動物是那些患有這些疾病或病癥的哺乳動物。確定基于芳香族陽離子肽的治療藥物的生物效果。在各個實施方式中,進行合適的體外測定或體內測定來確定特定的基于芳香族陽離子肽的治療藥物的效果以及其給藥是否適于治療。在各個實施方式中,可以對典型的動物模型進行體外測定,以確定給定的基于芳香族陽離子肽的治療藥物是否在預防或治療疾病方面發揮期望的效果。在對人類對象測試之前,可以在合適的動物模型系統中測試治療中所用的化合物,所述動物模型系統包括但不限于大鼠、小鼠、雞、豬、牛、猴、兔等。類似地,對于體內測試,在給藥至人類對象之前,可以使用本領域已知的任一動物模型系統。預防方法。在一方面中,本發明提供了一種通過將預防病癥的發病或進展的芳香族陽離子肽給藥至對象來預防該對象中的疾病的方法。在預防應用中,將芳香族陽離子肽的藥物組合物或藥劑以足夠的量給藥至易遭受疾病或病癥或者處于疾病或病癥的風險中的對象以消除或降低疾病的風險、減輕疾病的嚴重性或延遲疾病的發作,包括疾病的生物化學的、組織學的和/或行為的癥狀、該疾病的并發癥和該疾病發展期間的中間病理表型呈現。預防性的芳香族陽離子肽的給藥可在反常的癥狀特點顯現之前進行,使得疾病或失調得到預防或可替選地使其進展得到延遲。可以基于上文描述的篩選試驗確定合適的化合物。治療性方法。本發明的另一方面包括出于治療目的來治療疾病的方法。在治療性應用中,將一定量的組合物或藥物給藥至疑似患上這樣的疾病的對象或者已患有這樣的疾病的對象,來充分消除或者至少部分地抑制所述疾病的病癥,包括其并發癥和該疾病發展中的中間病理表現型。給藥模式和有效劑量可以使用本領域的技術人員所知的用于將細胞、器官或組織與肽接觸的任何方法。適當的方法包括體外法、間接體內法或體內法。體內法通常包括將芳香族陽離子肽(比如上文描述的芳香族陽離子肽)給藥至哺乳動物、合適地給藥至人。當用在體內以治療時,芳香族陽離子肽可以以有效的量(即具有期望的治療效果的量)給藥至對象。劑量和給藥方案將取決于對象中的損傷的程度、所使用的特定的芳香族陽離子肽的性質(例如其治療指數)、該對象以及該對象的病史。可以在臨床前試驗和臨床試驗期間利用內科醫生和臨床醫生熟悉的方法來測定有效量。在所述方法中有用的肽的有效量可以通過用于給藥藥物組合物的多種已知方法中的任一方法來給藥至需要該肽的哺乳動物。肽可以以全身給藥或局部給藥。所述肽可以配制成藥學上可接受的鹽。術語“藥學上可接受的鹽”表示由適于給藥至比如為哺乳動物的患者的堿或酸制備成的鹽(例如,對于給定的給藥方案,具有可接受的哺乳動物安全度的鹽)。然而,應當理解,所述鹽不一定是藥學上可接受的鹽,例如那些不用來給藥至患者的中間化合物的鹽。藥學上可接受的鹽可以由藥學上可接受的無機堿或有機堿以及藥學上可接受的無機酸和有機酸衍生出。此外,當肽同時包含堿性部分(例如胺、吡啶或咪唑)和酸性部分(例如羧酸或四唑)時,可以形成兩性離子,且所述兩性離子包括在本文中所用的術語“鹽”中。由藥學上可接受的無機堿衍生出的鹽包括銨鹽、鈣鹽、銅鹽、鐵鹽、亞鐵鹽、鋰鹽、鎂鹽、三價錳鹽、二價錳鹽、鉀鹽、鈉鹽和鋅鹽等。由藥學上可接受的有機堿衍生出的鹽包括伯胺鹽、仲胺鹽和叔胺鹽,包括取代胺鹽、環胺鹽、天然存在的胺鹽等,比如精氨酸、甜菜堿、咖啡因、膽堿、n,n’-二芐基乙二胺、二乙胺、2-二乙胺基乙醇、2-二甲胺基乙醇、乙醇胺、乙二胺、n-乙基嗎啉、n-乙基哌啶、還原葡糖胺、葡萄糖胺、組氨酸、海巴明青霉素(hydrabamine)、異丙胺、賴氨酸、葡甲胺、嗎啉、哌嗪、哌啶、多胺樹脂、普魯卡因、嘌呤、可可堿、三乙胺、三甲胺、三丙胺、氨丁三醇等。由藥學上可接受的無機酸衍生出的鹽包括硼酸鹽、碳酸鹽、鹵化氫(氫溴酸、鹽酸、氫氟酸或氫碘酸)的鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、氨基磺酸鹽和硫酸鹽。由藥學上可接受的有機酸衍生出的鹽包括脂肪族羥基酸(例如,檸檬酸、葡糖酸、乙醇酸、乳酸、乳糖酸、蘋果酸和酒石酸)的鹽、脂肪族單羧酸(例如,醋酸、丁酸、甲酸、丙酸和三氟乙酸)的鹽、氨基酸(例如,天冬氨酸、谷氨基酸)的鹽、芳香羧酸(例如,苯甲酸、對氯苯甲酸、二苯乙酸、龍膽酸、馬尿酸和三苯基乙酸)的鹽、芳香羥基酸(例如,鄰羥基苯甲酸、對羥基苯甲酸、1-羥基萘-2-羧酸和3-羥基萘-2-羧酸)的鹽、抗壞血酸鹽、二羧酸(例如,富馬酸、馬來酸、草酸和琥珀酸)鹽、葡萄糖醛酸鹽、扁桃酸鹽、黏液酸鹽、煙酸鹽、乳清酸鹽、雙羥萘酸鹽、泛酸鹽、磺酸(例如,苯磺酸、樟腦磺酸、乙二磺酸(edisylic)、乙磺酸、羥乙磺酸、甲磺酸、萘磺酸、萘-1,5-二磺酸、萘-2,6-二磺酸和對甲苯磺酸)的鹽、羥萘甲酸(xinafoicacid)的鹽等。在一些實施方式中,鹽為醋酸鹽。另外地或可替選地,在其他實施方式中,鹽為三氟醋酸鹽。本文描述的芳香族陽離子肽可以加入到藥物組合物以單獨給藥或聯合給藥至對象來治療或預防本文中描述的疾病。所述組合物通常包括活性劑和藥學上可接受的載體。本文中使用的術語“藥學上可接受的載體”包括與給藥藥物可配伍的生理鹽水、溶劑、分散介質、涂層、抗菌劑和抗真菌劑、等滲劑和吸收延緩劑等。輔助性的活性化合物也可以加入到所述組合物中。通常將藥物組合物制備成與其計劃給藥途徑相符。給藥途徑的示例包括腸胃外(例如,靜脈內、皮內、腹腔或皮下)、口服、吸入、經皮膚(局部)、眼內、離子滲入和經粘膜透過給藥。用于腸胃外、皮內或皮下應用的溶液或懸浮液可以包括以下成分:無菌稀釋劑,諸如注射用水、生理鹽水、不揮發油、聚乙二醇、丙三醇、丙二醇或其它合成溶劑;抗菌劑,比如苯甲醇或對羥基苯甲酸甲酯;抗氧化劑,比如抗壞血酸或亞硫酸氫鈉;絡合劑,比如乙二胺四乙酸;緩沖液,比如醋酸鹽、檸檬酸鹽和磷酸鹽;以及用于調節滲透壓的試劑,比如氯化鈉或右旋糖。可以用酸或堿來調節ph,比如鹽酸或氫氧化鈉。腸胃外制劑可以裝在玻璃或塑料制的安瓿瓶、一次性注射器或多劑量瓶中。為了患者或治療醫師的方便,可以以包括治療過程(例如治療7天)所需的所有用具(例如,藥瓶、稀釋液瓶、注射器和針頭)的試劑盒的形式提供劑量制劑。適于注射用途的藥物組合物可以包括無菌水溶液(在水溶性的情況下)或者用于臨時制備無菌注射液或分散液的分散劑或無菌粉末。為了靜脈注射,合適的載體包括生理鹽水、抑菌水、cremophoreltm(basf,帕西波尼,n.j.)或磷酸鹽緩沖鹽水(pbs)。在所有情況下,用于腸胃外給藥的組合物必須無菌且應當是達到易于注射的程度的液體。用于腸胃外給藥的組合物在制造和存儲條件下應當穩定且必須被保存同時防止微生物(例如細菌和真菌)的污染行為。所述芳香族陽離子肽組合物可以包括載體,該載體可以是包括諸如水、乙醇、多元醇(例如,丙三醇、丙二醇以及液態聚乙二醇等)及其合適的混合物的溶劑或分散介質。可以通過例如以下的方式來保持適當的流動性:利用比如卵磷脂的涂層;在分散質的情況下,通過保持所需的顆粒尺寸;和通過利用表面活性劑。可以通過各種抗菌劑和抗真菌劑來實現預防微生物的行為,例如尼泊金、氯丁醇、苯酚、抗壞血酸、硫柳汞等。可以包括谷胱甘肽和其他的抗氧化劑以防止氧化。在很多情況下,將優選地是,在該組合物中包括等滲劑,比如糖、多元醇(比如甘露醇、山梨醇)或氯化鈉。可以通過在該組合物中包括延遲吸收的制劑來引起可注射組合物的延長吸收,所述延遲吸收的制劑例如為單硬脂酸鋁或藥用膠。可以通過將所需量的活性化合物加入具有以上列出的一種成分或多種成分的組合的適當的溶劑中、根據需要然后進行過濾滅菌來制備注射用無菌溶液。通常,通過將活性化合物加入到包括基本分散介質以及以上列出的所需的其它成分的無菌媒介物中來制備分散質。在用于制備注射用無菌溶液的無菌粉末的情況中,典型的制備方法包括真空干燥和冷凍干燥,這可以產出活性成分以及來自于先前滅菌過濾的溶液中的任何其他所需成分的粉末。口服組合物通常包括惰性稀釋劑或可食用的載體。為了口服治療給藥,活性化合物可以與賦形劑混合并以片劑、錠劑或膠囊(例如明膠膠囊)的形式使用。還可利用液態載體來制備口服組合物以用作洗口藥。藥學上相容的粘合劑和/或輔助材料可以被包括為該組合物的一部分。所述片劑、丸劑、膠囊劑、錠劑等可以包括具有相似性質的以下成分或化合物中的任一種:粘合劑,比如微晶纖維素、黃蓍膠或明膠;賦形劑,比如淀粉或乳糖;分裂劑,比如褐藻酸、羧甲淀粉鈉、或玉米淀粉;潤滑劑,比如硬脂酸鎂或sterotes;助流劑,比如膠態二氧化硅;甜味劑,比如蔗糖或糖精;或者增味劑,比如薄荷、水楊酸甲酯或桔子調味品。關于通過吸入法給藥,所述化合物可以以噴霧劑的形式從包括合適的推進物(例如,比如二氧化碳的氣體)的加壓容器或分配器或者噴霧器噴灑而遞送。這樣的方法包括第6468798號美國專利中描述的方法。本文中描述的治療化合物的全身給藥還可以通過經粘膜方法或經皮膚方法來進行。對于經粘膜給藥或經皮膚給藥,適合于待滲透的屏障的滲透劑用在該配方中。這樣的滲透劑通常是本
技術領域
已知的,例如,對于經粘膜給藥而言,這樣的滲透劑包括清洗劑、膽汁鹽類或梭鏈孢酸衍生物。可以通過使用鼻噴入法來完成經粘膜給藥。對于經皮膚給藥而言,活性化合物配制成本領域普遍知道的藥膏、軟膏、凝膠或乳液。在一個實施方式中,經皮膚給藥可以通過電離子滲透法來進行。治療性蛋白質或肽可以在載體體系中配制而成。該載體可以是膠態體系。該膠態體系可以是脂質體、磷脂雙分子層媒介物。在一個實施方式中,在脂質體中該治療肽被膠囊化,同時保持肽完整性。本領域技術人員理解,有各種方法來制備脂質體。(參見:lichtenberg等的methodsbiochem.anal.,33:337-462(1988);anselem等的liposometechnology,crcpress(1993))。脂質體制劑可以延遲排出并增強細胞攝取(參見reddy,ann.pharmacother.,34(7-8):915-923(2000))。活性劑還可以載入到由藥學上可接受的成分制備成的顆粒中,所述藥學上可接受的成分包括但不限于可溶解的、不可溶解的、可滲透的、不可滲透的、可生物降解的或胃內滯留的聚合物或脂質體。這樣的顆粒包括但不限于納米顆粒、可生物降解的納米顆粒、微顆粒、可生物降解的微顆粒、納米球、可生物降解的納米球、微球、可生物降解的微球、膠囊劑、乳劑、脂質體、膠粒以及病毒載體體系。該載體還可以是聚合物,比如可生物降解的、可生物相容的聚合物基質。在一個實施方式中,治療性肽可以嵌入到聚合物基質中,同時保持蛋白質完整性。所述聚合物可以是天然的,比如多肽、蛋白質或多糖;或者可以是合成的,比如聚α-羥酸。示例包括由例如以下物質制成的載體:膠原蛋白、纖連蛋白、彈性蛋白、乙酸纖維素、硝酸纖維素、多糖、纖維蛋白、明膠及其組合。在一個實施方式中,所述聚合物是聚乳酸(pla)或乳酸羥基乙酸共聚物(pgla)。可以以各種形式和尺寸來制備并分離聚合物基體,包括微球和納米球。聚合物制劑可以引起治療作用的期間的延長(參見:reddy,ann.pharmacother.,34(7-8):915-923(2000))。用于人類生長激素(hgh)的聚合物制劑已用在臨床試驗中(參見:kozarich和rich,chemicalbiology,2:548-552(1998))。高分子微球持續釋放劑的示例在pct公布wo99/15154(tracy等)、第5674534號美國專利以及第5716644號美國專利(都屬于zale等)、pct公布wo96/40073(zale等)以及pct公布wo00/38651(shah等)中予以描述。第5674534號美國專利以及第5716644號美國專利以及pct公布wo96/40073描述了包括含紅細胞生成素的顆粒的聚合物基體,所述紅細胞生成素的顆粒用鹽來防止凝聚而穩定。在一些實施方式中,治療性化合物與將保護所述治療化合物以防止其從身體中快速排出的載體一起制備,所述載體比如控釋劑,包括植入體和微膠囊化的輸送體系。可以使用可生物降解的、生物相容的聚合物,比如乙烯醋酸乙烯酯、聚酐、聚乙醇酸、膠原質、聚原酸酯和聚乳酸。可以利用已知的技術來制備這樣的制劑。還可以在市場上獲得所述材料,例如從alzacorporation和novapharmaceuticals,inc買到。脂質體懸浮液(包括針對具有細胞特異性抗原的單細胞克隆抗體的特定細胞的脂質體)也可用作醫學上可以接受的載體。所述膠質體懸浮液可以利用本領域技術人員知道的方法來制備,比如,第4522811號美國專利中描述的方法。還可以配制所述治療性化合物以增強細胞內傳遞。例如,本領域已知脂質體傳遞系統,例如,參見:chonn和cullis的“recentadvancesinliposomedrugdeliverysystems”,currentopinioninbiotechnology6:698-708(1995);weiner的“liposomesforproteindelivery:selectingmanufactureanddevelopmentprocesses”,immunomethods4(3)201-9(1994);和gregoriadis的“engineeringliposomesfordrugdelivery:progressandproblems”trendsbiotechnol.13(12):527-37(1995)。以下文獻描述了利用融合脂質體在體內和在體外將蛋白質傳遞至細胞:mizguchi等的cancerlett.100:63-69(1996)。可以通過細胞培養或試驗動物中的標準藥學過程來確定治療性藥物的用量、毒性和治療效率,例如,用于確定ld50(總數50%的致命劑量)和ed50(總數50%中有效治療的劑量)。毒性和治療效果之間的劑量比是治療指數,且其可以表示為比率ld50/ed50。表現出高治療指數的化合物是優選的。盡管具有毒性副作用的化合物可以使用,但應當考慮設計傳遞系統,該傳遞系統將這樣的化合物靶向組織的受影響的位置,以將對未感染的細胞的可能損傷最小化,且由此降低副作用。從細胞培養試驗和動物研究獲取的數據可以用在配制人類中使用的劑量范圍中。這樣的化合物的劑量優選地位于包括毒性很小或無毒的ed50的循環濃度的范圍中。根據使用的劑量類型和利用的給藥途徑,劑量可以在該范圍內變化。對于該方法中使用的任何化合物而言,可以最初根據細胞培養試驗來計算出治療有效的劑量。可以在動物模型中制定一劑量來獲得包括細胞培養中確定的ic50(即,測試化合物的獲得最大抑制病癥的一半的濃度)的循環血藥濃度范圍。這樣的制劑可以用來更準確地確定人類中的有用劑量。可以例如通過高效液相色譜法測定血藥濃度。通常,芳香族陽離子肽的足以獲得治療效果或預防效果的有效量的范圍為約0.000001毫克/千克體重/天到約10000毫克/千克體重/天。合適地,劑量范圍從約0.0001毫克/千克體重/天到約100毫克/千克體重/天。例如,劑量可以是每天、每兩天或每三天1毫克/千克體重或者10毫克/千克體重,或者在每周、每兩周或每三周的1毫克/千克體重到10毫克/千克體重的范圍中。在一個實施方式中,肽的單劑量的范圍從0.1毫克/千克體重到10000毫克/千克體重。在一個實施方式中,芳香族陽離子肽在載體中的濃度的范圍從0.2毫克/遞送的每毫升到2000毫克/遞送的每毫升。示例性的治療方法每天或每周提供一次給藥。在治療應用中,在相對短的時間間隔中有相對高的劑量有時是需要的,直到疾病的進程減緩或終止為止,且優選地直到對象顯示出部分或完全地改善了疾病的病癥。其后,可以對患者實行預防性的給藥方式。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽的治療有效的量可以限定為目標組織中的肽的濃度為10-12摩爾到10-6摩爾,例如約10-7摩爾。可以以0.01毫克/千克到100毫克/千克的全身劑量或身體表面面積的等效劑量來給予該濃度。優化劑量的時間表,以保持目標組織的治療濃度,最優選地通過每天或每周給藥,但也包括連續給藥(例如,輸液或經皮膚施藥)來進行。在一些實施方式中,芳香族陽離子肽的劑量提供為從約0.001mg/kg/h到約0.5mg/kg/h、合適地從約0.01mg/kg/h到約0.1mg/kg/h。在一個實施方式中,劑量提供為從約0.1mg/kg/h到約1.0mg/kg/h,合適地從約0.1mg/kg/h到約0.5mg/kg/h。在一個實施方式中,劑量提供為從約0.5mg/kg/h到約10mg/kg/h,合適地從約0.5mg/kg/h到約2mg/kg/h。本領域技術人員將認識到,某些因素可以影響有效地治療一對象的劑量和時間,包括但不局限于疾病或失調的嚴重程度、先前的治療、健康情況和/或對象的年齡以及存在的其它疾病。而且,利用本文描述的治療有效量的治療組合物來治療一對象可以包括單次治療或一系列治療。根據本發明的方法治療的哺乳動物可以是任何動物,這些動物例如包括農場動物,如羊、豬、牛和馬;寵物動物,如狗和貓;實驗室里的動物,如小鼠、大鼠和兔。在優選的實施方式中,所述哺乳動物是人。電子傳遞中的芳香族陽離子肽通過電子流經線粒體內膜(imm)的電子傳遞鏈(etc)來驅動線粒體atp合成。電子流經該電子傳遞鏈可被描述為一系列的氧化/還原過程。電子從電子供體(nadh或qh2)經過一系列的電子受體(復合物i-iv),最終到達最終的電子受體:分子氧。與imm松散結合的細胞色素c在復合物iii和復合物iv之間傳遞電子。經過etc的電子快速分流對于防止發生短路是重要的,短路會導致電子逸出和產生自由基中間體。在電子供體和電子受體之間的電子傳遞(et)的速率隨著兩者之間的距離呈指數下降,且超交換et限制為長范圍的et可在多步電子跳躍過程中實現,其中,供體和受體之間的總距離被分成一系列的較短、且因此較快的et步驟。在etc中,長距離的有效et通過沿著imm戰略地定位的輔助因子輔助,輔助因子包括fmn、fes簇和血紅素。芳香族氨基酸(例如phe、tyr和trp)也可促進電子經過重疊π云傳遞到血紅素,這以細胞色素c為例被特別示出(參見實驗例)。具有合適的氧化電勢的氨基酸(tyr、trp、cys、met)可通過充當中間電子載體來作為跳板(steppingstone)作用。另外,當tyr的羥基傳遞電子時,其可失去質子,附近的堿基(例如lys)的存在可導致甚至更為有效的質子耦合et。已表明了,靶向線粒體的過氧化氫酶(mcat)的過度表達改善小鼠老化(例如減少癥狀)并且延長小鼠的壽命。這些實施例識別可以減少線粒體氧化應激并且保護線粒體功能的“可作為藥物的”化學化合物。由于線粒體為細胞內的活性氧簇(ros)的主要源,因此,抗氧化劑必須被輸送到線粒體以便限制對線粒體dna、電子傳遞鏈(etc)的蛋白質和線粒體脂質膜的氧化損傷。我們發現了一系列的選擇性地靶向線粒體內膜(imm)并聚集在線粒體內膜中的合成的芳香族陽離子四肽。這些肽中的一些肽含有氧化還原活性的氨基酸,這些氨基酸可以經受單電子氧化并且表現為靶向線粒體的抗氧化劑。在細胞和動物研究中,文中所公開的肽(例如肽d-arg-2'6'-dmt-tyr-lys-phe-nh2)減少了線粒體ros并且保護線粒體功能。近來的研究表明,該肽起到的抵抗線粒體氧化應激的保護作用可比得上利用線粒體過氧化氫酶的過度表達所觀察到的抵抗線粒體氧化應激的保護作用。盡管清除自由基為減少氧化應激的最常用的方法,但存在可以使用的其他潛在機理,包括促進電子轉移以減少電子泄露和提高線粒體還原電位。充足的間接證據表明,氧化應激造成了正常老化和一些重大疾病的很多后果,重大疾病包括心血管疾病、糖尿病、神經退行性疾病和癌癥。氧化應激通常被定義成促氧化劑和抗氧化劑之間的失衡。然而,盡管大量的科學證據支持組織的氧化損傷越來越多,但對抗氧化劑的大量的臨床研究并沒有顯示出對這些疾病有顯著的健康益處。其中一個原因可能是由于可用的抗氧化劑不能到達促抗氧劑的產生部位。線粒體電子傳遞鏈(etc)為ros的主要的細胞內生產者,以及線粒體本身最易于受到氧化應激的損害。因此,保護線粒體功能將是防止由線粒體氧化應激導致的細胞死亡的先決條件。靶向線粒體的過氧化氫酶(mcat)(而不是靶向線粒體的過氧化物酶體(pcat))的過度表達的益處提供了以下概念驗證,即靶向線粒體的抗氧化劑將是克服老化的損害效應所必需的。然而,將化學抗氧化劑充分輸送到imm仍然是挑戰。一種肽類似物d-arg-2'6'-dmt-tyr-lys-phe-nh2具有內在的抗氧化劑性能,這是因為改性的酪氨酸殘基為氧化還原活性的并且可以經受單電子氧化。我們已經示出,該肽可以中和h2o2、羥自由基和過氧亞硝基,并且抑制脂質過氧化。該肽在缺血再灌注損傷、神經退行性疾病和新陳代謝綜合癥的動物模型中已經顯示出顯著的功效。靶向線粒體的肽的設計包含并且增強了以下作用模式中的一種或多種:(i)清除過量的ros,(ii)通過促進電子傳遞來減少ros生成,或(iii)提高線粒體還原能力。肽分子的優點在于,其可以包括可充當氧化還原中心、促進電子傳遞或增加巰基的天然或非天然的氨基酸,同時保留線粒體靶向所需的芳香族陽離子基序。用于電子感測和光學感測的芳香族陽離子肽如實施例所示,改變樣品中的文中所公開的芳香族陽離子肽的濃度改變了細胞色素c的電性質和光致發光性質,該芳香族陽離子肽包括包含氨基酸序列tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)的肽。具體地,增大芳香族陽離子肽相對于細胞色素c的濃度引起細胞色素c的導電性和光致發光效率增大。芳香族陽離子肽濃度的合適范圍包括但不限于0-500mm、0-100mm、0-500μm、0-250μm和0-100μm。在導電性和光致發光效率上的這些變化可被用于如下所述的導電、感測、開關、和/或增強細胞色素c的發光。例如,細胞色素c、芳香族陽離子肽、和/或摻雜有肽的細胞色素c可用于制造和/或增強傳感器、壓力/溫度/ph至電流的變換器、場效應晶體管(包括發光晶體管)、發光裝置(例如二極管和顯示器)、電池、和太陽能電池。芳香族陽離子肽濃度水平(例如在細胞色素c中)也可在空間上不同以形成具有不同帶隙的區域;帶隙的這些變化可用于形成異質結、量子阱、梯度帶隙區等,其可被整合到上述的傳感器、晶體管、二極管以及太陽能電池中以提高它們的性能。摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c傳感器圖8示出示例性傳感器100,其通過測量摻雜有本文所公開的任一種肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c層110的導電性(電阻)的變化來檢測測試基底130的ph和/或溫度的變化。當基底130的溫度和/或ph變化時,芳香族陽離子肽擴散到摻雜有肽的細胞色素c層110中或者從該層中擴散出去,這進而導致摻雜有肽的細胞色素c層110的導電性變化。計量儀120通過借助陽極122和陰極124向細胞色素c層110施加電勢(電壓)來測量導電性的變化。當導電性升高時,在陽極122和陰極124之間流動的電流增大。當導電性下降時,在陽極122和陰極124之間流動的電流減小。替選的傳感器可包括用于更靈敏的電阻測量的另外的電端子(即陽極和陰極)。例如,替選的傳感器可包括用于電阻的開爾文感測測量的四個電力端子。圖9示出替選的傳感器101,其通過測量摻雜有肽的細胞色素c層110的光致發光性的變化來檢測測試基底130的ph和/或溫度的變化。光源140,例如激光器或發光二極管(led),以激發波長(例如532.8nm)照射摻雜有肽的細胞色素c層110。如圖3a所示,在激發波長下照射摻雜有肽的細胞色素c層110將電子從價帶激發到受激態。(如本領域技術人員所理解的,在價帶和受激態之間的帶隙與激發波長成比例)。在短的弛豫時間后,電子從受激態衰減至導帶。當電子從導帶弛豫至價帶時,摻雜有肽的細胞色素c層110以發光波長(例如650nm)發射光子,該發光波長由價帶和導帶之間的帶隙所固定。如圖3b所示,對于(來自源140)的恒定激發強度,細胞色素c發出的光的強度隨著芳香族陽離子肽濃度進行非線性變化:芳香族陽離子肽濃度從0μm增至50μm使在發光波長下的發光強度從約4200cps增至約4900cps,然而芳香族陽離子肽濃度從50μm倍增至100μm使在發光波長下的發光強度從約4900cps增至約7000cps。因此,當摻雜有肽的細胞色素c層110中的芳香族陽離子肽濃度由于測試基底130的ph和/或溫度的變化而改變時,發光波長的強度也發生變化。利用光檢測器150檢測該強度變化產生測試基底130的ph和/或溫度的指示。在一些情況下,芳香族陽離子肽濃度的變化可引起光發射波長的變化,而光發射強度不變化,或者可引起除了光發射強度變化外,光發射波長也變化。發射波長的這些變化可通過設置在摻雜有肽的層110和檢測器150之間的濾波器152對所發出的光進行濾波來檢測。濾波器152使通帶內的光透射并反射和/或吸收在通帶外的光。如果發射波長由于ph和/或溫度引起的肽濃度變化而落在通帶外,則檢測器150檢測不到任何光,這種效應可被利用以確定肽濃度的變化。可替選地,芳香族陽離子肽引起的發光波長的變化可通過分析未經濾波的發射光譜來測量,例如利用光譜分析儀(未示出)來代替光檢測器150。本領域技術人員將易于理解到,本文所公開的芳香族陽離子肽,例如肽tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31),也可用于提高和/或調整光刺激的和/或電刺激的細胞色素c發出的光的波長。例如,以100μm的肽濃度摻雜細胞色素c幾乎使650nm下發射的光的強度增倍,如圖3b所示。因此,圖9的傳感器101也可被用作增強型發光元件。與半導體led和半導體顯示器不同,基于摻雜有肽的細胞色素c的增強型發光元件可以制成任意形狀且可在柔性基底上制作。另外,肽濃度可被設定以提供所需的照射水平和/或照射波長。使用細胞色素c、芳香族陽離子肽、和/或摻雜有肽的細胞色素c制作的傳感器可用于檢測壓力、溫度、ph、外加場、和/或影響導電性的其他性質的變化。例如,傳感器100和傳感器101可用于檢測影響細胞色素c中的芳香族陽離子肽的濃度的壓力變化;當壓力變化引起芳香族陽離子肽擴散到細胞色素c中時,導電性和/或發光強度增大,反之亦然。影響細胞色素c中的肽濃度的溫度和ph的變化產生相似的結果。改變細胞色素c中的肽濃度的外加場(例如電磁場)也引起所測量的導電性、發射強度和發射波長變化。摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c傳感器也可用于感測本文中所公開的生物活性和/或化學活性。例如,示例性的傳感器可用于識別其他分子和/或原子,所述其他分子和/或原子連接至芳香族陽離子肽和/或細胞色素c且改變摻雜有肽的細胞色素c的電氣特性和發光特性。在一些情況下,摻雜有單個肽分子(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)的分子)的細胞色素c的單個分子能夠檢測由芳香族陽離子肽分子自身結合至細胞色素c分子或者芳香族陽離子肽分子自身從細胞色素c分子釋放而引起的壓力、溫度、ph、外加場等的微小變化。單分子傳感器(和/或多分子傳感器)可以以有規律的(例如周期性的)或無規律的陣列進行布置以檢測應用中的任一上述性質,該應用包括但不限于酶分析(例如葡萄糖測定和乳酸鹽測定)、dna分析(例如,聚合酶鏈反應和高通量測序)和蛋白質組學。微流體中摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c另外,摻雜有肽的細胞色素c傳感器可用在微流控設備和光流控設備中,例如以將壓力、溫度、ph、外加場等的變化轉換成電流和/或電壓以用在混合式生物/化學/電子處理器中。該傳感器也可用于微流控設備和光流控設備,例如在美國專利申請公布no.2009/0201497、美國專利申請公布no.2010/0060875和美國專利申請公布no.2011/0039730所描述的那些設備,這些專利分別通過引用全部并入文中。光流控學指的是在微米規模到納米規模上使用流體來控制光,反之亦可。通過利用微流控制,流體的光學特性可被精確地且靈活地控制以實現可重構的光學元件,該光學元件利用固態技術難以或者不能夠實現。另外,在微米/納米規模的流體的獨特行為引起可以使用光控制流體。基于摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c的光流控設備的應用包括但不限于:自適應光學元件;使用微共振器進行檢測;流控波導管;熒光微流控光源;集成納米光子學和微流控學;微光譜學;微流控量子點條形碼;用于非線性光學應用的微流控學;光流控顯微鏡;用于可重構的光子學的光流控量子級聯激光器和芯片上分子檢測器;使用納米顆粒混合物的光存儲器;以及用于集成的光-流控應用的測試管微腔激光器。包括摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c的傳感器可用在微流控處理器中以將流體流動的變化引起的壓力變化轉換成電信號和/或光信號的變化,該電信號和/或光信號的變化可使用常規的電檢測器和如上所述的光檢測器容易地檢測到。摻雜有肽的細胞色素c轉換器可被用于控制微流泵、處理器和其他裝置,包括可調的微型透鏡陣列。用于開關和晶體管的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c也可用作電學開關或光學開關或者可用在電學開關或光學開關中,例如在圖10中所示的開關201。開關201包括儲存器220,其容納芳香族陽離子肽200,例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)),所述芳香族陽離子肽通過導管221和通道210與細胞色素c或摻雜有肽的細胞色素c110流體連通。在操作中,導管221開放以允許肽200沿著方向212流入通道210。通過跨通道210和細胞色素c130之間的邊界形成溫度和/或ph梯度來驅動開關201。根據梯度的方向,肽200擴散到細胞色素c130內或者從細胞色素c擴散出去,這導致導電性和光致發光性質發生如上所述的變化。由于肽濃度的波動引起的導電性的變化可用于調節陽極222和陰極224之間的電流。在圖10中示出的開關201作為有機場效應晶體管(ofet)作用:其響應于與跨通道210和細胞色素c130之間的邊界的溫度和/或ph梯度相對應的“場”的變化來調節電流。每一晶體管包括細胞色素c溝道層或摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c溝道層、柵級、源級和漏極。溝道層設置在下部基底的上方。源極和漏極設置在溝道層的上方且分別與溝道層的相對的兩側接觸。柵極設置在溝道層的上方且定位在源極和漏極之間。以上的有機電致發光器件與用于通過溝道層接收從源極輸出的電流且根據電流的大小進行發光的漏極電連接。與常規的晶體管相比較,本發明的晶體管(例如摻雜有肽的細胞色素cofet)可制造起來簡單。常規的無機晶體管需要高溫(例如500℃-1,000℃),而ofet可在室溫和200℃之間進行制造。ofet甚至可在易于受熱損害的塑料基底上形成。ofet可用于實現輕質的、薄的且柔性的裝置元件,這允許它們用在各種獨特裝置中,例如柔性顯示器和傳感器。ofet可用于實現數字信號處理所需的基本邏輯運算。例如,晶體管可用于形成(非線性的)邏輯門,例如非門和或非門,邏輯門可連接在一起以處理數字信號。摻雜有肽的細胞色素c晶體管可用在下列應用中,所述應用包括但不限于:射極跟隨器(例如,用于電壓調節)、電流源、計數器、模數轉換器等;以及用在通用計算和專用處理中,例如計算機聯網處理、無線通信(例如軟件定義無線電)等。對于晶體管的更多應用,參見p.horowitz和w.hill的“theartofelectronics”,其全部內容通過引用并入文中。晶體管也可用于通過將一種性質(例如ph)的小的變化變換成另一性質(例如導電性)的大變化來放大信號;眾所周知,放大作用可用于多種應用,包括無線(無線電)傳輸、聲重發、以及(模擬)信號處理。摻雜有肽的細胞色素c晶體管也可用于制造運算放大器(opamps),其用在反相放大器、同相放大器、反饋回路、振蕩器等中。對于有機晶體管的更多信息,參見美國專利no.7,795,611、美國專利no.7,768,001、美國專利no.7,126,153和美國專利no.7,816,674,其全部內容分別通過引用并入文中。用于隨機存取存儲器的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c基于細胞色素c和/或摻雜有如文中所公開的芳香族陽離子肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c的晶體管,也可用于實現存儲器,例如靜態的或者動態的隨機存取存儲器(ram),其存數用于數字計算的信息。眾所周知,六個晶體管可連接在一起以形成靜態ram(sram)單元,其存儲一位信息而不需周期性的刷新。基于細胞色素c和/或摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c的晶體管也可用于實現其他類型的存儲器,包括用于數字計算的動態隨機存取存儲器(dram)。眾所周知,ram可用于執行用于諸如如上所述的應用的數字計算。摻雜有肽的細胞色素c晶體管可形成在可編程的或預先編程的生物陣列中,很像常規的晶體管形成在集成電路中。如果由于肽活性引起細胞色素c的導電性(電阻率)變化足夠高,則示例性的晶體管(開關)可由摻雜有單個肽分子的單個細胞色素c分子制成。單分子細胞色素c晶體管的排列可形成以建立非常小的且密集的邏輯電路。用于發光晶體管的摻雜有本發明的芳香族陽離子肽的細胞色素c細胞色素c和/或摻雜有如文中所公開的芳香族陽離子肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c也可用于制造有機發光晶體管(olet),其可引起計算機芯片上更廉價的數碼顯示器以及快速切換光源。基于olet的光源比二極管切換得快得多,由于其平面設計,基于olet的光源可更易于整合到計算機芯片中,提供了比銅線更快的芯片間數據傳輸。較高效率的關鍵是三層結構,其中薄膜相互疊置。電流水平流經頂層和底層(一層攜帶電子且另一層攜帶空穴),而漂移進中央層的載流子重新組合并發射光子。由于結合區在溝道內的位置取決于柵極電壓和漏極電壓,故發射區域可被調節。示例性的olet,例如在圖16中示出的olet,可被構造在透明的(例如玻璃)基底上,該基底涂覆有銦錫氧化物層,該銦錫氧化物層作為晶體管的柵極且涂覆有聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)層,pmma為一種常見的介電材料。多層有機結構,其可包括電子傳輸材料(例如,摻雜有肽的細胞色素c)薄膜、發射材料薄膜、以及空穴傳輸材料,可被沉積在pmma上。最后,金屬觸點被沉積在有機結構上面以提供源極和漏極。在olet中的光發射成沿著發光層的帶條,而不是如在oled中那樣向上穿過觸點。發光層的形狀可進行變化以使其更易于將發射的光耦合到光纖、波導和其他結構中。由hepp等在2003年開發的有機發光晶體管(olet)以單極p-型模式進行操作且產生接近于金漏電極(電子注入)的綠色電致發光。然而,由于單極操作模式,hepp裝置的發射區域不能被調整。平衡的雙極型傳輸對于提高olet的量子效率而言是極其需要的,且對于單組分晶體管和異質結構晶體管二者而言是重要的。雙極型olet可基于空穴傳輸材料和電子傳輸材料(例如,摻雜有肽的細胞色素c)的異質結構。雙極型olet的光強度可通過漏極-源極電壓以及柵極電壓二者進行控制。基于相同材料(例如,摻雜有肽的細胞色素c)的olet的載流子遷移率和電致發光性質可通過改變兩種組分的比率而進行調節。空穴傳輸材料的較高濃度可導致不發光的雙極型fet,而較高的摻雜有肽的細胞色素c的濃度(或者細胞色素c中的肽濃度)可導致發光單極型n-溝道fet。基于兩組分的分層結構的olet可通過相繼地沉積空穴傳輸材料和電子傳輸材料而實現。形態分析表明在兩個有機薄膜之間有連續的界面,這對于控制olet的界面質量和產生的光電性質是關鍵的。在連續的沉積工藝期間,通過改變基底的傾角,可使疊置的p-n異質結構限定在晶體管溝道內部。發射區域(即重疊區域)遠離空穴源電極和電子源電極,這避免了在金屬電極處的激子和光子猝滅。還可以以替選的異質結構實現olet,包括靜態感應晶體管與oled的豎向組合、與頂柵型靜態感應晶體管或頂柵型靜態感應三極管類似的頂柵型olet、以及具有橫向布置的異質結結構和二極管/fet混合體的olet。有機發光晶體管的更多細節可在meng等的美國專利no.7,791,068以及kido等的美國no.7,633,084中發現,其分別通過全文引用的方式并入文中。可替選地,或者另外,芳香族陽離子肽濃度可被用于調節細胞色素c110發出的光的強度和/或波長。芳香族陽離子肽濃度的合適范圍包括但不限于0-500mm、0-100mm、0-500μm、0-250μm和0-100μm。事實上,在圖3b中示出的發光強度的非線性變化表明摻雜有肽的細胞色素c110非常適合于二進制(數字)開關:當肽濃度低于預定閾值(例如50μm)時,發光強度低于給定的水平,例如5000cps。在高于閾值的芳香族陽離子肽濃度(例如100μm)下,發光強度躍至例如大約7000cps。可利用該非線性行為以檢測或者響應于細胞色素c110和/或與細胞色素c110熱連通和/或流體連通的任何層或物質的ph變化或溫度變化。用于發光二極管和電致發光顯示器的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c細胞色素c和/或摻雜有文中所公開的芳香族陽離子肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c可用在有機發光二極管(oled)和電致發光顯示器中。oled可用于各種消費品,例如手表、電話、膝上電腦、尋呼機、蜂窩式電話、數碼攝像機、dvd播放器和計算器。包含oled的顯示器具有多個優于傳統的液晶顯示器(lcd)的優勢。由于基于oled的顯示器不需要背光,故它們可顯示深暗水平且可實現相對高的對比率,即使是在廣視角下。它們還可比lcd更薄、更有效、和更亮,lcd需要大量的、功耗大的背光。由于這些組合特征,oled顯示器比lcd顯示器在重量上更輕且占用更少的空間。oled通常包括置于兩個電極—陽極和陰極之間的發光元件,如圖17所示。發光元件通常包括薄有機層的疊置體,其包括空穴傳輸層、發光層、和電子傳輸層。oled還可包含另外的層,例如空穴注入層和電子注入層。用芳香族陽離子肽(以及可能的其它摻雜劑)摻雜細胞色素c發射層可增強oled的電致發光效率和控制顏色輸出。摻雜有肽的細胞色素還可用作電子傳輸層。在oled中,摻雜有芳香族陽離子肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c的層涂覆(例如旋涂)或者設置在兩個電極之間,其中至少一個電極是透明的。例如,基于oled的顯示器可絲網印刷到任意合適的基底上、利用噴墨打印機印刷到任意合適的基底上、或者使用滾動式-氣相沉積沉積到任意合適的基底上,基底包括剛性的和柔性的基底。典型基底在電磁譜的可見區中是至少部分地可透射的。例如,對于電磁譜的可見區(400nm至700nm)中的光,透明基底(和電極層)可具有至少30%、可替選地至少60%、可替選地至少80%的透光百分率。基底的示例包括但不限于:半導體材料,例如硅、具有二氧化硅表面層的硅、和砷化鎵;石英;熔融石英;氧化鋁;陶瓷;玻璃;金屬箔;聚烯烴,例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯;氟碳聚合物,例如聚四氟乙烯和聚氟乙烯;聚酰胺,例如尼龍;聚酰亞胺;聚酯,例如聚甲基丙烯酸甲酯和聚(乙烯2,6-萘二羧酸酯);環氧樹脂;聚醚;聚碳酸酯;聚砜;和聚醚砜。通常,基底的至少一個表面涂覆有第一電極,該第一電極可以是透明材料,例如銦錫氧化物(ito)或者任何其他合適的材料。該第一電極層在oled中可用作陽極或陰極。陽極通常選自高逸出功(>4ev)的金屬、合金或金屬氧化物,例如氧化銦、錫氧化物、鋅氧化物、銦錫氧化物(ito)、銦鋅氧化物、摻鋁鋅氧化物、鎳和金。陰極可為:低逸出功(<4ev)的金屬,例如ca、mg和al;如上所述的高逸出功(>4ev)的金屬、合金或金屬氧化物;或者,低逸出功金屬和至少一種具有高逸出功或低逸出功的其他金屬的合金,例如mg-al、ag-mg、al-li、in-mg和al-ca。在oled的制造中沉積陽極層和陰極層的方法在本領域中是公知的,例如蒸發、共蒸發、dc磁控濺射或者rf濺射。活性層,包括細胞色素c層和/或摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c層,被涂覆到透明電極上以形成發光元件。該發光元件包括空穴傳輸層和發射層/電子傳輸層,其中空穴傳輸層和發射層/電子傳輸層直接彼此疊置,空穴傳輸層包括如下所述的固化的聚硅氧烷。發光元件的取向取決于陽極和陰極在oled中的相對位置。空穴傳輸層位于陽極和發射層/電子傳輸層之間,發射層/電子傳輸層位于空穴傳輸層和陰極之間。空穴傳輸層的厚度可為2nm至100nm,可替選地30nm至50nm。發射層/電子傳輸層的厚度可為20nm至100nm,可替選地30nm至70nm。oled顯示器可利用無源矩陣尋址方案或有源矩陣尋址方案進行驅動,無源矩陣尋址方案和有源矩陣尋址方案都是公知的。例如,oled顯示面板可包括有源矩陣像素陣列和數個薄膜晶體管(tft),每一薄膜晶體管可作為摻雜有肽的細胞色素c晶體管(如上所述)實現。有源矩陣像素陣列設置在包含活性層的基底之間。有源矩陣像素陣列包括若干個像素。每一像素由第一掃描線和其相鄰的第二掃描線以及第一數據線和其相鄰的第二數據線所限定,第一數據線和第二數據線被設置在較下的基底上。在像素的非顯示區內設置的tft與相應的掃描線和數據線電連接。利用掃描線和數據線切換像素中的tft導致相應的像素開啟(即發光)。此外,活性層(例如細胞色素c和/或摻雜有肽的細胞色素c)可布置成幾乎任意的形狀和尺寸,且可被圖案化成任意的形狀。活性層還可進一步被摻雜以產生特定波長的光。有機發光二極管和有機發光顯示器的其它細節可以查看美國專利no.7,358,663、美國專利no.7,843,125、美國專利no.7,550,917、美國專利no.7,714,817、和美國專利no.7,535,172,這些專利分別通過全文引用的方式并入文中。用于異質結的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c細胞色素c活性層中的芳香族陽離子肽的濃度水平也可隨著空間和/或時間進行變化以形成異質結,該異質結為具有不同能隙的兩種半導體材料之間的界面,如在美國專利no.7,897,429中所述(該專利的全部內容通過引用并入文中),且在圖18和圖19的光伏電池中示出。芳香族陽離子肽的濃度的合適范圍包括但不限于0mm-500mm、0mm-100mm、0mm-500μm、0mm-250μm和0mm-100μm。例如,異質結可用于形成多個量子阱結構以用于在oled和其他器件中的增強發射。在利用p-型和n-型晶體薄膜的活性層構造的有機異質結晶體管中發現高的導電性后,有機異質結引起了更多關注。與在無機異質結中形成的耗盡層相反,電子累積層和空穴累積層可在有機異質結界面的兩側上觀察到。具有高導電性的異質結薄膜可被用作電荷注入緩沖層和串聯二極管的連接單元。雙極晶體管和發光晶體管(上述的)可以使用作為活性層的有機異質結膜來實現。有機異質結構可用在oled(如上所述)、ofet(如上所述)和有機光伏(opv)電池(如下所述)中以改善裝置性能。在典型的雙層oled結構中,有機異質結降低起始電壓且提高了照明效率。有機異質結還可用于使opv電池的能量轉換效率比單層電池-雙極性ofet(如上所述)提高一個數量級,這需要電子和空穴都根據施加電壓而在裝置溝道中累積和傳輸,能夠通過引入有機異質結構(包括摻雜有肽的細胞色素c)作為活性層來實現。有機異質結構在有機電子器件的持續發展中具有重要的作用。有機異質結構還可被用作ofet中的緩沖層以改善電極和有機層之間的接觸。例如,細胞色素c和/或摻雜有肽的細胞色素c的薄層可被插入于電極和半導體層之間,引起較好的載流子注入和提高的遷移率。具有高導電性的有機異質結(例如由于使用摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c)也可被用作ofet中的緩沖層以改善金屬和有機半導體之間的接觸,從而提高電子場效應遷移率。其他基于摻雜有肽的細胞色素c的異質結構可用于改善ofet中的電接觸、opv電池中的電接觸以及在疊置的opv電池和oled中作為連接單元。有機異質結構的引入具有顯著改善的裝置性能且在許多應用方面提供了新的功能。例如,在有機異質結的兩側上觀察到電子累積層和空穴累積層表明,異質結界面處的互作會導致載流子重分配和能帶彎曲。有機異質結的這種雙極性傳輸行為提供了可以制造具有高量子效率的oledfet。還論述了有機異質結構(包括由摻雜有肽的細胞色素c構成的異質結構)作為緩沖層的應用改善了有機層和金屬電極之間的接觸。在有機半導體中的電荷傳輸受許多因素影響—本論述強調了有意摻雜的n-型和p-型有機半導體的使用,且主要考慮由顯示能帶傳輸行為的有機晶體膜構成的有機異質結。通常,ofet以累積模式進行操作。在ofet的空穴累積模式中,例如當相對于源電極(其接地)向柵極施加負電壓時,在靠近絕緣層的有機層中引發正電荷(空穴)的形成。當所施加的柵極電壓超過閾值電壓(vt)時,引發的空穴形成導電溝道,且在相對于源電極向漏電極施加的偏置電壓(vds)下,允許電流從漏極流向源極。ofet中的溝道包含可移動的自由空穴,且閾值電壓是引發導電溝道形成而所需的最小柵極電壓。因此,ofet以累積模式運行,或者作為“常關型”裝置運作。然而,在某情況下,在零柵極電壓下,ofet可具有開放的溝道,這意味著關閉裝置需要相反的柵極電壓。因此,這些裝置被稱作“常開型”晶體管或者“耗盡型”晶體管。用于常開型cupc/f16cupc異質結晶體管的導電溝道中的電荷-載流子類型取決于底層半導體(絕緣體附近的有機層)。電荷累積可導致p-型材料中的從主體到界面的向上的能帶彎曲和n-型材料中從主體到界面的向下的能帶彎曲,這與對于常規的無機p-n結的情況不同。由于自由的電子和空穴可共同存在于有機異質結薄膜中,故有機異質結薄膜可根據柵電壓來傳輸電子或空穴。事實上,在優化薄膜厚度和裝置構造后,已經觀測到雙極性傳輸行為。在平面型異質結中的載流子傳輸與異質結界面平行,這類似于ofet的情況且直接反應了異質結薄膜的導電性。具有雙層結構的二極管的導電性可比單層裝置的導電性高大約1個數量級,且可通過改變用于形成異質結的細胞色素c中的芳香族陽離子肽的濃度來進一步增強。芳香族陽離子肽濃度的合適范圍包括但不限于0-500mm、0-100mm、0-500μm、0-250μm、和0-100μm。對于常開型ofet,引發的電子和空穴在薄膜中形成導電溝道,產生高的導電性。由于界面的較高的粗糙度而引起的導電性的下降可通過改變如上所述的肽摻雜濃度來補償。在n-型和p-型半導體中被感應的電子和空穴在異質結界面處形成空間電荷區,其可導致從p-型半導體到n-型半導體的內建電場。在具有垂直結構的二極管的電子性質中顯示了這樣的建構。垂直異質結二極管在正偏壓下產生小的電流而在負偏壓下產生大的電流。與無機p-n型二極管相對,有機異質結二極管可顯示反向整流特性。正偏壓加強了能帶彎曲且限制了載流子流動,然而在負偏壓下,所施加的電場與內建電場反向,導致了勢壘的下降。因此,在負偏壓下減弱了能帶彎曲,從而有助于電流流過結。在有機異質結界面的兩側上的電荷載流子累積形成內建電場,該內建電場可用于改變ofet中的閾值電壓。在n-溝道有機異質結晶體管中,例如,閾值電壓與n-型層中的陷阱密度相關。被引發的電子可填充這些陷阱;因此,在恒定的n-型層厚度的情況下,閾值電壓隨著電子密度的增大而降低。在中性條件下,在p-型層中被引發的空穴的數目等于在n-型層中被引發的空穴的數目,并且隨著p-型層厚度而增加并趨向飽和。因此,有機異質結晶體管的閾值電壓可通過增大p-型層的厚度而減小。可根據閾值電壓不再隨著p-型層厚度增大而變化時,估計電荷累積厚度。構成異質結的兩個半導體的逸出功之間的差異導致在空間電荷區中的各種電子狀態。半導體異質結還通過形成異質結的兩個半導體的導電類型進行分類。如果兩個半導體具有相同類型的導電性,則該結被稱作同型異質結;相反,其被稱作異型異質結。由于兩個部件的費米能級的差異,電子和空穴可同時在異型異質結的兩側累積和耗盡。如果p-型半導體的逸出功大于n-型半導體的逸出功則電子和空穴的耗盡層出現在異質結的任一側上,并且空間電荷區由不能移動的負離子和正離子組成。該類型的異質結被稱為耗盡異質結,且大多數無機異質結屬于這類的異質結,包括常規的p-n同質結。用于電池的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c細胞色素c和/或摻雜有芳香族陽離子肽(例如,tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c,還可用于減小電池組的內電阻,這可在放電期間使電池維持在接近恒定的電壓。如在本領域中所理解的,電池是將化學能直接轉化成電能的裝置。該電池包括多個伏打電池,每一伏打電池又包括兩個通過包含陰離子和陽離子的導電電解質而串聯連接的半電池。一個半電池包括電解質和陰離子(帶負電的離子)遷移至的電極,即陽電極或負電極;另一半電池包括電解質和陽離子(帶正電的離子)遷移至的電極,即陰極或正電極。在為電池供電的氧化還原反應中,陽離子在陰極被還原(添加電子),而陰離子在陽極被氧化(移除電子)。電極彼此不接觸但是通過電解質而電連接。一些電池使用兩個具有不同電解質的半電池。在半電池之間的分隔器允許離子流動,但防止電解質的混合。每一半電池具有電動勢(或者emf),由其用于將電流從電池的內部驅動到該電池的外部的能力確定。電池的凈emf為其半電池的電動勢之間的差值,因此,如果電極具有電動勢,則該凈emf為在半反應的還原電勢之間的差值。摻雜有肽的細胞色素c可用于將電流從具有可變的或預設的導電性的電池的內部傳輸至其外部,以根據應用增大(或減小)emf和/或充電時間。跨電池的端子的電動勢被稱為端電壓(差值)且以伏特進行測量。既不充電也不放電的電池的端電壓被稱作開路電壓,且等于電池的emf。由于內電阻,正在放電的電池的端電壓在幅度上小于開路電壓,而正在充電的電池的端電壓超過開路電壓。理想的電池具有可以忽略的內電阻,因此其在耗盡之前會維持恒定的端電壓,然后降為零。在實際電池中,內電阻在放電情況下增大,且開路電壓也在放電情況下降低。如果繪制電壓和電阻相對于時間的圖表,則所得到的圖通常為曲線;該曲線的形狀根據所采用的化學性質和內部布局而變化。細胞色素c和/或摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c可用于減小電池的內電阻以提供更好的性能。關于有機電池的更多細節,參見例如美國專利no.4,585,717,其全部內容通過引用并入文中。單分子的摻雜有肽的細胞色素c電池細胞色素c的單分子也可用作分子電池,其充電時間和/或放電時間可通過一種或多種芳香族陽離子肽(例如,tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))來調節。如文中所述,細胞色素c為膜蛋白,其中,碳和硫位于膜的與帶電的氧原子和氮原子相對的側上。覆有帶電的氧和氮的區域(該區域偏好含水環境),在膜的相對面上突出。該布置對于由細胞色素c進行的工作而言是完美的,細胞色素c使用氧對水做出的反應來為分子泵提供能量。當氧被消耗時,通過將氫離子從膜的一側泵送到膜的另一側來存儲能量。然后,該能量可用于建立atp或者通過將氫離子穿過膜回滲來為發動機提供能量。用于光伏(太陽能)電池的摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c有機光伏(opv)提供了顯著打破定價和美學方面的常規情況、以及弱光條件下有驕人的效率的前景。opv材料也是柔性的且形狀配合的。opv材料可潛在地卷繞或者甚至涂覆到各種材料上。目前的opv效率在5%和6.25%之間。盡管這些效率可能不足以替代常規的發電形式,但是opv適合不需要較大效率的應用,尤其是考慮到半導體太陽能電池的高成本。例如,opv電池可用于在弱光條件下基于連續涓流充電設置為手機提供能量,如在辦公室、家、或者會議室設置中的那些opv電池。opv電池,例如在圖18和圖19中示出的那些opv電池,比無機電池也便宜且更易于制造,這是由于其在低得多的溫度(20℃-200℃)下加工較簡單。例如,使用二氧化鈦以及有機染料和液體電解質的電化學太陽能電池已超過6%的能量轉化效率,且由于它們相對低的生產成本,將進入商業市場。還可使用簡單且因此較廉價的沉積方法(例如旋涂或刮涂)在室溫下將溶液沉積在柔性基底上而加工成opv材料。可行的應用可從小型一次性太陽能電池到電力智能塑料卡(信用卡、借記卡、電話卡或者其他卡)(例如其可顯示余額)、大區域掃描儀或醫學成像中的光檢測器、和粗糙表面上的太陽能應用。opv電池(opvc)是使用有機電子學的光伏電池,諸如,用于光吸收和電荷傳輸的細胞色素c和/或摻雜有芳香族陽離子肽(例如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c。opvc將可見光轉化成直流(dc)電。一些光伏電池還可將紅外(ir)輻射或紫外(uv)輻射轉化成dc。活性層(例如摻雜有肽的細胞色素c)的帶隙確定opvc的吸收帶。當這些有機帶隙材料吸收光子時,受激態形成且被限定于吸收光子的分子或者該分子的區域。受激態可被認為通過靜電相互作用而結合在一起的電子空穴對。在光伏電池中,激子通過有效場而被分解成自由的電子空穴對。有效場通過在兩個不同的材料之間形成異質結來建立。有效場通過使電子從吸收料的導帶落至受體分子的導帶來分解激子。必需的是,受體材料的導電邊緣低于吸收材料的導帶邊緣。單層opvc可通過將有機電子材料(例如,細胞色素c和/或摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c)的層夾在兩個金屬導體之間來制造,該兩個金屬導體通常為具有高逸出功的銦錫氧化物(ito)層和低逸出功金屬(例如al、mg或ca)的層。兩個導體之間的逸出功的差值在有機層中建立了電場。當有機層吸收光時,電子將受激發到導帶且使空穴留在價帶中,形成激子。通過不同的逸出功形成的電勢有助于分離激子對,從而將電子拉至陰極,將空穴拉至陽極。由該過程產生的電流和電壓可用于做功。實際上,單層opvc具有低的量子效率(<1%)和低的能量轉換效率(<0.1%)。它們存在的主要問題為:由兩個導電電極之間的差異產生的電場幾乎不足以分解光生激子。電子常常與空穴重新組合,而不是到達電極。有機異質結可用于形成內建電場來增強opvc性能。通過將兩個以上的不同的層包括在導電電極之間來實現異質結。這些兩個以上的材料層在電子親合性和電離能方面存在差異,例如由于肽濃度引起,該差異引發在兩個層之間的界面處有靜電力。適當地選擇材料以使該差異足夠大,使得這些局部電場較強,其可比單層光伏電池更為有效地分解激子。具有較高的電子親合性(例如,較高的肽摻雜濃度)和電離電位的層為電子受體,另一層為電子供體。該結構也被稱為平面型供體-受體異質結。電子供體和電子受體可混合在一起以形成本體異質結opvc。如果混合的供體和受體的長度尺度與激子擴散長度相似,則在任一材料中產生的激子的大多數可達到界面,在該界面處,激子有效地分解。電子移動至受體域,然后被攜帶穿過裝置且由一個電極收集,而空穴則被沿相反方向拖曳,在另一側收集。與無機光伏器件比較,與有機光伏電池相關的難題包括很大程度由于有機材料的大帶隙引起的低量子效率(~3%)。抗氧化和還原的不穩定性、再結晶和溫度變化也可導致隨著時間而發生器件退化和性能下降。對于具有不同組成的器件而言,不同的程度地發生這一點,且正對這一點進行主動研究。其他重要的因素包括激子擴散長度、電荷分離和電荷收集、和電荷傳輸和遷移性,這些因素受到雜質存在的影響。關于有機光伏的更多細節,參見例如美國專利no.6,657,378、美國專利no.7,601,910和美國專利no.7,781,670,這些專利的全部內容分別通過引用并入文中。摻雜有示例性的芳香族陽離子肽的細胞色素c的薄膜應用如電子領域的技術人員公知的是,任何上述器件可通過沉積、生長、或者提供材料的薄層以形成合適結構來制造而成。例如,用于晶體管、二極管和光伏電池的異質結可通過彼此相鄰地或以分層方式沉積具有不同帶隙能的材料的層來形成。除了形成分層的薄膜結構外,通過沉積材料的非均勻混合物,具有不同帶隙的有機材料可混合來形成具有不同的空間布局的異質結,如在圖19中的(a)和圖19中的(b)中所示。這樣的不均勻的混合物可包括但不限于細胞色素c、芳香族陽離子肽和摻雜有不同濃度的芳香族陽離子肽的細胞色素c的混合物,該芳香族陽離子肽包括但不限于tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)。示例性的芳香族陽離子肽濃度可包括但不限于0-500mm、0-100mm、0-500μm、0-250μm和0-100μm。這些薄膜還可用于增強常規的電子器件的性能,例如通過增大電極的導電性和/或減少電極的散熱而實現。如上所述,與平面型異質結相比,供體-受體有機材料的分散的異質結具有高量子效率,這是因為激子更可能在其擴散長度內發現界面。膜形態也可對器件的量子效率產生巨大的影響。粗糙表面和孔的存在可增大串聯電阻且還增大發生短路的幾率。膜形態和量子效率可通過在利用厚度約的金屬陰極覆蓋器件之后使器件退火來改善。在有機膜上面的金屬膜對有機膜施加應力,這有助于防止有機膜的形態松弛。這產生更密集的膜,同時允許在有機薄膜的主體內形成相分離的互相貫穿的供體-受體界面。異質結的受控生長對供體-受體材料的位置提供更好的控制,這比平面型的和高度混亂定向的異質結產生大得多的功率效率(輸出功率與輸入功率的比值)。這是因為在供體受體界面發生電荷分離:當電荷移動至電極,電荷可被捕獲和/或重新組合在無序的互相貫穿的有機材料中,導致降低的器件效率。選擇合適的工藝參數以更好地控制結構和膜形態,減輕了不期望的過早捕獲和/或重新組合。沉積摻雜有芳香族陽離子肽的細胞色素c對于光伏應用和其他應用,包括細胞色素c、芳香族陽離子肽、或者摻雜有芳香族陽離子肽(諸如,tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31))的細胞色素c的有機膜,可通過旋涂、氣相沉積、以及在美國專利no.6,734,038、美國專利no.7,662,427和美國專利no.7,799,377中描述的方法進行沉積,這些專利分別通過引入全部并入文中。旋涂技術可用于以高速來涂覆較大的表面區域,但是使用用于一個層的溶劑可降解任何已經存在的聚合物層。旋涂材料必須在獨立的圖案化步驟中進行圖案化。如在圖20a中示出的真空熱蒸發(vte)為涉及在真空下加熱有機材料的沉積技術。基板被設置成遠離源幾厘米,使得被蒸發的材料可直接沉積在基板上。vte可用于沉積許多層不同材料,而在不同層之間沒有化學相互作用。相比于真空熱蒸發,如在圖20b中所示的有機氣相沉積(ovpd)對膜的結構和形態產生更好的控制。opvd涉及在惰性載氣的存在下蒸發基板上的有機材料。所得到的膜的形態可通過改變氣流速率和源溫度而變化。通過降低載氣壓力,這增大氣體的速率和平均自由行程,進而導致邊界層厚度的減小,可生長均勻的膜。由于腔室的壁是溫熱的且不允許分子粘附至壁且在壁上形成膜,故由ovpd制造的電池不具有與源自腔室的壁的薄片的污染相關的問題。根據生長參數(例如,源溫度、基準壓力和載體的流量等),所沉積的膜在本質上可是結晶的或者無定形的。使用ovpd制造的器件比使用vte制造的器件顯示出較高的短路電流密度。在電池頂部的供體-受體異質結的額外層可阻斷激子,但允許傳導電子,從而得到改善的電池效率。用于增大效率的摻雜有示例性的芳香族陽離子肽的細胞色素c如上所述,示例性芳香族陽離子肽,如tyr-d-arg-phe-lys-nh2(ss-01)、2′,6′-dmt-d-arg-phe-lys-nh2(ss-02)、phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)或者d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31),可用于增大導電性。因此,示例性的芳香族陽離子肽可用于以較低的通過產生(廢棄的)熱能而產生的損耗,來傳導電流。該效應可被利用以延長電池供電裝置(例如消費性電子產品)的工作壽命以及該效應可用在大型電力系統中,例如用在電力傳輸應用中。降低廢熱產生還降低冷卻需求,進一步增大了效率,且延長了由導電材料(例如,摻雜有本發明的芳香族陽離子肽的細胞色素c)提供能量的電子器件的使用壽命。用于細胞色素c生物傳感器應用的芳香族陽離子肽文中所公開的芳香族陽離子肽可用于增強細胞色素c生物傳感器中的電子流動并且提高細胞色素c生物傳感器的靈敏度水平。如實施例所示,文中所公開的肽,例如肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2,促進細胞色素c的還原(圖1a和圖1b)且增大穿過細胞色素c的電子流動(圖2a和圖2b)。從電化學觀點看,細胞色素c為有前途的生物傳感器候選者。然而,在血紅素和裸電極之間的電子傳遞通常是緩慢的。可替選地,小的中介物可用于間接地促進氧化還原活性中心和電極之間的電子傳遞。另外地或可替選地,可使用直接電子傳遞方法,由此,氧化還原活性酶被直接固定在電極表面上。例如,在ph7時帶正電的且包含大量的圍繞血紅素邊緣的lys殘基的細胞色素c吸附在帶負電的表面上,例如該帶負的表面通過自組裝羧基封端的烷硫醇而形成。在一些實施方式中,在+150mv的恒定電勢下,細胞色素c電極對在nm濃度范圍內的超氧化物靈敏。在一些方面,本公開提供了用于增大細胞色素c生物傳感器的靈敏度的方法和組合物。在一些實施方式中,細胞色素c生物傳感器包括文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,摻雜有肽的細胞色素c用作在生物傳感器內的氧化還原活性酶和電極之間的中介物。在一些實施方式中,摻雜有肽的細胞色素c直接固定在生物傳感器的電極上。在一些實施方式中,在生物傳感器內,肽與細胞色素c連接。在其他實施方式中,肽不與細胞色素c連接。在一些實施方式中,肽和/或細胞色素c固定在生物傳感器內的表面上。在其他實施方式中,肽和/或細胞色素c在生物傳感器內是可自由擴散的。在一些實施方式中,生物傳感器包括肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2和/或phe-d-arg-phe-lys-nh2。圖11示出了生物傳感器內的電子流動,在生物傳感器中,芳香族陽離子肽和細胞色素c用作電子從氧化還原活性酶流動到電極的中介物。在連續的氧化還原反應中,電子從基底300傳遞至氧化還原活性酶310,從酶310傳遞至摻雜有肽的細胞色素c320,從摻雜有肽的細胞色素c320傳遞至電極330。圖12示出在生物傳感器內的電子流動,在該生物傳感器內,芳香族陽離子肽和細胞色素c被直接固定在電極上。在連續的氧化還原反應中,電子從基底340傳遞至氧化還原活性酶350,從氧化還原活性酶350傳遞至電極360,摻雜有肽的細胞色素c固定在電極360上。在環境污染物的生物修復中的芳香族陽離子肽文中所公開的芳香族陽離子肽可用于環境污染物的生物修復。尤其,該肽可用于增大生物修復反應的速率和/或效率,在該生物修復反應中,細菌的細胞色素c介導電子到環境污染物的傳遞,從而改變物質的化合價且減小其相對毒性。在文中所公開的方法中,芳香族陽離子肽與細菌的細胞色素c相互作用,促進電子傳輸。在一個方面,芳香族陽離子肽促進細菌細胞色素c的還原。在另一方面,肽增強穿過細菌細胞色素c的電子擴散。在另一方面,肽增大細菌細胞色素c中的電子容量。在另一方面,肽引發了圍繞細菌細胞色素的血紅素基團的新的π-π相互作用,該π-π相互作用有利于電子擴散。最終,芳香族陽離子肽與細菌細胞色素c的相互作用促進和/或增強環境污染物的異化還原。在一個方面,本公開提供了用于環境污染物的生物修復的方法和組合物。一般來講,該方法包括:使包含環境污染物的樣品在有助于在樣品中出現的特定污染物的異化還原的條件下,與生物修復組合物接觸。一般來講,該生物修復組合物包括表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽的重組細菌。在一些實施方式中,文中描述的生物修復組合物包括自外源核酸表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽的重組細菌。在一些實施方式中,核酸編碼該肽。在一些實施方式中,編碼該肽的核酸攜帶在質粒dna上,該質粒dna通過細菌轉化被細菌吸收。可用在本文所描述的方法中的細菌表達質粒的示例包括但不限于cole1、pacyc184、pacyc177、pbr325、pbr322、puc118、puc119、rsf1010、r1162、r300b、rk2、pdsk509、pdsk519和prk415。在一些實施方式中,生物修復組合物包括由穩定的基因組插入而表達文中所公開的芳香族陽離子肽的重組細菌。在一些實施方式中,基因組插入包括編碼該肽的核酸序列。在一些實施方式中,核酸序列被細菌轉座子所攜帶,該細菌轉座子并入到細菌基因組中。可用在本文所描述的方法中的細菌轉座子的示例包括但不限于tn1、tn2、tn3、tn21、γ-δ(tn1000)、tn501、tn551、tn801、tn917、tn1721、tn1722、tn2301。在一些實施方式中,編碼芳香族陽離子肽的核酸序列受細菌啟動子的控制。在一些實施方式中,啟動子包括誘導型啟動子。可用于文中描述的方法中的誘導型啟動子的示例包括但不限于熱激啟動子,異丙基β-d-1-硫代半乳糖苷(iptg)-誘導型啟動子、和四環素(tet)-誘導型啟動子。在一些實施方式中,啟動子包括組成型啟動子。可用在本文所描述的方法中的組成型啟動子的示例包括但不限于spc核糖體蛋白操縱子啟動子(pspc)、β-內酰胺酶基因啟動子(pbla)、λ-噬菌體的pl啟動子、復制控制啟動子prnai和prnaii、以及rrnb核糖體rna操縱子的p1啟動子和p2啟動子。在一些實施方式中,重組細菌包括希瓦氏菌屬(shewenella)的細菌。在一些實施方式中,細菌包括深淵希瓦氏菌(s.abyssi)、海藻希瓦氏菌(s.algae)、s.algidipiscicola、亞馬遜希瓦氏菌(s.amazonensis)、海水希瓦氏菌(s.aquimarina)、波羅的海希瓦氏菌(s.baltica)、海底希瓦氏菌(s.benthica)、考氏希瓦氏菌(s.colwelliana)、脫色希瓦氏菌(s.decolorationis)、反硝化希瓦氏菌(s.denitrificans)、東海希氏瓦菌(s.donghaensis)、真實希瓦氏菌(s.fidelis)、冷海希瓦氏菌(s.frigidimarina)、潮汐希瓦氏菌(s.gaetbuli)、冰海希瓦氏菌(s.gelidimarina)、s.glacialipiscicola、哈夫尼希瓦氏菌(s.hafniensis)、哈里法克斯希瓦氏菌(s.halifaxensis)、羽田希瓦氏菌(s.hanedai)、s.irciniae、刺參希瓦氏菌(s.japonica)、s.kaireitica、利文斯頓島希瓦氏菌(s.livingstonensis)、光伏希瓦氏菌(s.loihica)、海動物腸希瓦氏菌(s.marinintestina)、黃海希瓦氏菌(s.marisflavi)、鱈魚希瓦氏菌(s.morhuae)、s.olleyana、奧奈達湖希瓦氏菌(s.oneidensis)、太平洋希瓦氏菌(s.pacifica)、皮氏希瓦氏菌(s.pealeana)、耐壓希瓦氏菌(s.piezotolerans)、肺鮐希瓦氏菌(s.pneumatophori)、深海希瓦氏菌(s.profunda)、嗜冷希瓦氏菌(s.psychrophila)、腐敗希瓦氏菌(s.putrefaciens)、竹刀魚希瓦氏菌(s.sairae)、s.schegeliana、沉積物希瓦氏菌(s.sediminis)、海綿希瓦氏菌(s.spongiae)、s.surugensis、紫色希瓦氏菌(s.violacea)、瓦克希瓦氏菌(s.waksmanii)、或者武氏希瓦氏菌(s.woodyi)。在一些實施方式中,重組細菌包括地桿菌屬(geobacter)的細菌。在一些實施方式中,細菌包括鐵還原地桿菌(g.ferrireducens)、g.chapellei、腐殖質還原地桿菌(g.humireducens)、g.arculus、硫還原地桿菌(g.sullfurreducens)、嗜氫地桿菌(g.hydrogenophilus)、金屬還原地桿菌(g.metallireducens)、泥質地桿菌(g.argillaceus)、g.bemidjiensis、不來梅地桿菌(g.bremensis)、g.grbiciae、口譽夕尼地桿菌(g.pelophilus)、g.pickeringii、g.thiogenes或g.uraniireducens。在一些實施方式中,重組細菌包括脫硫單胞菌屬(desulfuromonas)細菌。在一些實施方式中,細菌包括棕櫚油酸脫硫單胞菌(d.palmitatis)、d.chloroethenica、需乙酸脫硫單胞菌(d.acetexigens)、乙酸氧化脫硫單胞菌(d.acetoxidans)、密執安脫硫單胞菌(d.michiganensis)或者嗜硫脫硫單胞菌(d.thiophila)、脫硫單胞菌(d.sp)。在一些實施方式中,重組細菌包括脫硫弧菌屬(desulfovibrio)細菌。在一些實施方式中,細菌包括非洲脫硫弧菌(desulfovibrioafricanus)、桿狀脫硫弧菌(desulfovibriobaculatus)、脫硫脫硫弧菌(desulfovibriodesulfuricans)、巨大脫硫弧菌(desulfovibriogigas)、嗜鹽脫硫弧菌(desulfovibriohalophilus)、趨磁脫硫弧菌(desulfovibriomagneticus)、desulfovibriomultispirans、desulfovibriopigra、需鹽脫硫弧菌(desulfovibriosalixigens)、脫硫弧菌(desulfovibriosp.)、或者普通脫硫弧菌(desulfovibriovulgaris)。在一些實施方式中,重組細菌包括硫還原彎形菌屬(desulfuromusa)細菌。在一些實施方式中,細菌包括巴氏硫還原彎形菌(d.bakii)、科瑟硫還原彎形菌(d.kysingii)或者琥珀酸氧化硫還原彎形菌(d.succinoxidans)。在一些實施方式中,重組細菌包括暗桿菌屬(pelobacter)細菌。在一些實施方式中,細菌包括產丙酸暗桿菌(p.propionisus)、p.acetylinicus、威尼斯暗桿菌(p.venetianus)、p.carbinolicus、沒食子酸暗桿菌(p.cidigallici)、暗桿菌a3b3(p.sp.a3b3)、瑪斯里暗桿菌(p.masseliensis)或者p.seleniigenes。在一些實施方式中,重組細菌包括海棲熱袍菌(thermotogamaritima)、thermoterrobacteriumferrireducens、嗜熱脫鐵桿菌(deferribacterthermophilus)、鐵還原地弧菌(geovibrioferrireducens)、丙酸脫硫桿菌(desulfobacterpropionicus)、geospirilliumbarnseii、ferribacteriumlimneticum、發酵地發菌(geothrixfermentens)、土下芽孢桿菌(bacillusinfernus),thermassp.sa-01,大腸桿菌(escherichiacoli)、奇異變形菌(proteusmirabilis)、莢膜紅細菌(rhodobactercapsulatus)、類球紅細菌(rhodobactersphaeroides)、脫氮硫桿菌(thiobacillusdenitrificans)、脫氮微球菌(micrococcusdenitrificans)、脫氮副球菌(paraoccusdenitrificans)或者假單孢菌(pseudomonassp)。在一些實施方式中,文中所公開的方法涉及金屬的異化還原。在一些實施方式中,金屬包括sc、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、y、zr、nb、mo、tc、ru、pd、ag、cd、hf、ta、w、re、os、ir、pt、au、hg、rf、db、sg、bh、hs、cn、al、ga、in、sn、ti、pb或者bi。在一些實施方式中,該方法導致形成不溶的氧化物。在一些實施方式中,該方法導致cr(vi)還原為cr(iii)以及形成不溶的沉淀物。在一些實施方式中,用于金屬生物修復的方法包括使金屬與包含在表7中列出的細菌的生物修復組合物接觸,該細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,本文所公開的方法涉及非金屬的異化還原。在一些實施方式中,非金屬包括硫酸鹽。在一些實施方式中,方法導致硫酸鹽的還原和硫化氫的形成。在一些實施方式中,硫酸鹽生物修復方法包括使硫酸鹽與包含在表7中列出的細菌的生物修復組合物相接觸,該細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,文中所公開的方法涉及高氯酸鹽的異化還原。在一些實施方式中,高氯酸鹽包括nh4clo4、csclo4、liclo4、mg(clo4)2、hclo4、kclo4、rbclo4、agclo4或者naclo4。在一些實施方式中,方法導致高氯酸鹽還原成亞氯酸鹽。在一些實施方式中,高氯酸鹽生物修復方法包括使高氯酸鹽與生物修復組合物接觸,該生物修復組合物包含大腸桿菌(e.coli)、奇異變形桿菌(proteusmirabilis)、夾膜紅細菌(rhodobactercapsulatus)或者類球紅細菌(rhodobactersphaeroides),這些細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,高氯酸鹽生物修復方法包括使高氯酸鹽與包含表7中列出的細菌的生物修復組合物接觸,該細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,在文中所公開的方法涉及硝酸鹽的異化還原。在一些實施方式中,硝酸鹽包括hno3、lino3、nano3、kno3、rbno3、csno3、be(no3)2、mg(no3)2、ca(no3)2、sr(no3)2、ba(no3)2、sc(no3)3、cr(no3)3、mn(no3)2、fe(no3)3、co(no3)2、ni(no3)2、cu(no3)2、zn(no3)2、pd(no3)2、cd(no3)2、hg(no3)2、pb(no3)2或者al(no3)3。在一些實施方式中,該方法導致硝酸鹽還原成亞硝酸鹽。在一些實施方式中,硝酸鹽生物修復方法包括使硝酸鹽與生物修復組合物相接觸,該生物修復組合物包括脫氮硫桿菌(thiobacillusdenitrificans)、脫氮小球菌(micrococcusdenitrificans)、脫氮副球菌(paraoccusdenitrificans)、假單孢菌(pseudomonassp.)、或者大腸桿菌(e.coli),這些細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,硝酸鹽生物修復方法包括使硝酸鹽與包含表7中列出的細菌的生物修復組合物接觸,該細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,在文中所公開的方法涉及放射性核素的異化還原。在一些實施方式中,放射性核素包括錒系元素。在一些實施方式中,放射性核素包括鈾(u)。在一些實施方式中,該方法導致u(vi)還原為u(iv),且形成不溶的沉淀物。在一些實施方式中,該方法涉及甲基叔丁基醚(mtbe)、氯乙烯或者二氯乙烯的異化還原。在一些實施方式中,生物修復方法包括使這些污染物與包含表7中列出的細菌的生物修復組合物接觸,該細菌被工程設計成表達文中所公開的一種或多種芳香族陽離子肽。在一些實施方式中,文中所公開的方法包括原位生物修復,其中,文中描述的生物修復組合物在環境污染的位置進行施用。在一些實施方式中,該方法包括異位生物修復,其中,被污染的材料從其原始位置移走且在另外的地方進行處理。在一些實施方式中,異位生物修復包括土地耕作,其中,被污染的土壤從其原始位置被挖出、與文中所公開的生物修復組合物進行組合、鋪展在準備好的地基上、然后進行有規律地耕作,直到污染物去除或者污染物減少至可接受的水平。在一些實施方式中,異位生物修復包括堆肥化,其中,被污染的土壤從其原始位置挖出、與文中所公開的生物修復組合物以及無害的有機材料進行組合、然后維持在堆肥容器中,直到污染物去除或者污染物減少至可接受的水平。在一些實施方式中,異位生物修復包括在生物反應器中去污染,其中,被污染的土壤或水被放置在設計的密封系統中,與文中所描述的生物修復組合物混合、以及維持到污染物被去除或者污染物減少至可接受的水平。在本領域中公知本文描述的用于形成重組細菌的方法。本領域技術人員將理解到,許多常規的分子生物學技術可用于產生編碼一種或多種芳香族陽離子肽的細菌質粒。例如,使用限制性內切酶和連接酶,編碼肽的核酸序列可被合成且被克隆到所選擇的質粒中。連接產物可被轉到大腸桿菌中以產生大量的產物,該產物可接著被轉到所選擇的生物修復細菌中。類似的策略可用來產生攜帶編碼一種或多種芳香族陽離子肽的核酸序列的細菌轉座子,且將該轉座子轉到所選擇的生物修復細菌中。本領域技術人員還會理解到,細菌學的常規方法可用于產生大量的文中所描述的重組細菌以用于大規模的生物修復操作。本領域技術人員應理解到,精確的培養條件將根據使用的具體細菌物種而不同,且對于各種生物修復細菌的培養條件在本領域中是可容易得到的。在以下的參考文獻中提供了用于生物修復和其它有關應用的一般文獻,這些文獻通過引用方式全部并入文中:美國專利no.6,913,854;reimers,c.e.等的“harvestingenergyfrommarinesediment-waterinterface”,environ.sci.technol.2001,35,192-195,第16卷,2000;bondd.r.等的“electrodereducingmicroorgaismsthatharvestenergyfrommarinesediments”,science,第295卷,483-485,2002年1月18日;tender,l.m.等的“harnessingmicrobiallygeneratedpowerontheseafloor”,naturebiology,第20卷,第821-第825頁,2002年8月;delong,e.f.等的“powerfromthedeep”,naturebiology,vol.20,第788-第789頁,2002年8月;bilal的“thermo-electrochemicalreductionofsulfatetosulfideusingagraphitecathode”,j.appl.electrochem.,28,1073,1998;habermann等的“biologicalfuelcellswithsulphidestoragecapacity”,appliedmicrobiologybiotechnology,35,128,1991,;和zhang等“modellingofamicrobialfuelcellprocess”,biotechnologyletters,第17(8)卷,第809-第814頁,1995年8月。納米線應用中的芳香族陽離子肽和細胞色素c文中所公開的芳香族陽離子肽、細胞色素c和/或摻雜有肽的細胞色素c可用于納米線應用。通常,納米線為直徑大約為納米(10-9米)的納米結構。可替選地,納米線可被限定為厚度或直徑限制為幾十納米或更小且長度不受限的結構。在這些尺度下,量子機械效應開始起作用。存在許多不同類型的納米線,包括金屬的(例如,ni、pt、au)、半導體的(例如,si、inp、gan等)、和絕緣的(例如,sio2、tio2)納米線。分子納米線由重復的有機的(例如,dna、文中所公開的芳香族陽離子肽、細胞色素c、和/或摻雜有肽的細胞色素c等)或無機的(例如,mo6s9-xix)分子單元組成。例如,文中所公開的納米線可用于將組件連接成極其小的電路。使用納米技術,組件由化學化合物構成。納米線合成存在兩種合成納米線的基本方法:自上而下方法和自下而上方法。在自上而下方法中,大塊的材料通過不同方法(例如光刻法和電泳法)被切割成小塊。然而,自下而上方法中,納米線通過成分吸附原子的組合來合成。大多數的合成技術基于自下而上方法。通過數個常見的實驗室技術(包括懸浮、沉積(電化學沉積或其它沉積)和vls生長)使納米線結構生長。懸浮的納米線是在縱向末端固定的高真空腔室內制造的線。懸浮的納米線可通過以下步驟制造:化學蝕刻或者轟擊(通常利用高能離子)較大的線;使stm的尖端凹進接近其熔點的金屬的表面中;然后收回stm的尖端。用于形成納米線的另一常見技術為氣-液-固(vls)合成方法。該技術使用激光燒蝕的顆粒或者原料氣(例如硅烷)作為源材料。然后使源材料暴露于催化劑。對于納米線,最佳催化劑為液態金屬(例如金)納米簇,其可以以膠體形式被購買且沉積在基底上或者通過去濕從薄膜中自組裝。在半導體材料的情況下,該方法經常可制造結晶的納米線。源材料進入這些納米簇中并開始充盈其中。一旦達到超飽和,源材料固化且從納米簇向外生長。最終產品的長度可簡單地通過切斷源材料供應而調節。具有交替材料的超晶格的化合物納米線可通過仍在生長階段期間切換源材料來實現。在一些實施方式中,可使用諸如芳香族陽離子肽、細胞色素c和/或摻雜有肽的細胞色素c的源材料。無機納米線(諸如mo6s9-xix,其可替選地被視為簇聚合物)在高溫下在單步氣相反應中來合成。此外,許多類型的材料(諸如芳香族陽離子肽、細胞色素c和/或摻雜有肽的細胞色素c)的納米線,可在溶液中生長。溶液相合成具有以下優點:與在表面上制造納米線的方法相比,其可大規模生產非常大量的納米線。已證實多元醇合成尤其通用于制造pb、pt和銀的納米線,在多元醇合成中,乙二醇既是溶劑又是還原劑。一般方法細胞色素c還原:將增大量的芳香族陽離子肽添加到被氧化的細胞色素c的溶液中。通過在500nm的吸光率來監測還原的細胞色素c的形成。通過非線性分析(prizm軟件)來確定細胞色素c還原的速率。時間分辨的紫外-可見光吸收光譜用于研究在肽存在下的細胞色素c的電子傳輸過程。還原的細胞色素c通過在寬帶光譜范圍(200nm-1100nm)的吸光率進行監控。利用紫外/可見光分光光度計(ultrospec3300pro,ge),在1mm或2mm的路徑長度的石英槽中記錄吸收率變化。n-乙酰半胱氨酸(nac)和谷胱甘肽被作為電子供體以還原被氧化的細胞色素c。通過添加各種濃度的肽來估計細胞色素c還原的速率常數。肽的劑量依賴性與細胞色素c還原動力學相關。線粒體o2消耗和atp產生:如先前所述,從大鼠腎中分離新鮮的線粒體。如先前所述,使用用于c1(谷氨酸鹽/蘋果酸鹽)、c2(琥珀酸鹽)、和c3(tmpd/抗壞血酸鹽)的不同底物,通過耗氧量(oxygraph克拉克氏電極)來測量電子通量。在低底物條件下進行測定以避免使酶反應飽和。使用熒光素酶方法(biotherma),在96-孔發光板讀取儀(96-wellluminescenceplatereader,moleculardevices公司)中動力學確定離體的線粒體中的atp產生。在第一分鐘內確定起始的atp合成的最大速率。循環伏安法:使用生物分析系統cv-50w伏安分析儀,使用具有相對于標準氫電極nhe的電勢+0.237v的ag/agcl/1mkcl參比電極(biometra,哥廷根,德國)和鉑反電極,來執行循環伏安法。在建立的方案后,清洗金線電極。使用巰基丙醇改良的電極(在20mm的巰基丙醇中培養24h)進行溶液中的細胞色素c的電化學研究。利用1mkcl和10mm磷酸鈉緩沖液(ph7.4/7.8)中的20μm細胞色素c記錄循環伏安圖。按照randles-sevcik方程,由不同掃描速率下的峰值電流,將表觀電位計算為在不同的掃描速率(100mv/s-400mv/s)和擴散系數下的陽極峰值電位和陰極峰值電位之間的中點。實施例通過下面實施例進一步說明本發明,以下實施例應不以任何方式認為限制本發明。實施例1.芳香族陽離子肽的合成使用固相肽合成且所有的氨基酸衍生物可從市場購買。在完成肽組裝后,以常規方式使肽與樹脂分離。通過制備型反相色譜提純粗肽。在三個不同的系統中,肽的結構同一性通過fab質譜法進行確認,且肽的純度通過分析反相hplc和薄層色譜法進行評估。將實現>98%的純度。通常,使用5g樹脂的合成試驗產生約2.0g-2.3g的純肽。實施例2.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)有利于細胞色素c還原吸收光譜法(ultrospec3300pro;220nm-1100nm)用于確定ss-31是否調節細胞色素c還原(圖1a和圖1b)。利用谷胱甘肽還原細胞色素c與q帶(450nm-650nm)中的多個移動有關,其中,顯著的移動在550nm處。添加ss-31在550nm處產生顯著的光譜權重移動(圖1a)。與時間相關的光譜學示出ss-31增大了細胞色素c還原的速率(圖1b)。這些數據示出ss-31改變了細胞色素c的電子結構且增強了fe3+血紅素到fe2+血紅素的還原。實施例3.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強穿過細胞色素c的電子擴散執行循環伏安法(cv)以確定ss-31是否改變細胞色素c的電子流動和/或還原/氧化電勢(圖2a,上面板)。使用au工作電極、ag/agcl參比電極和pt輔助電極來進行cv。對于細胞色素c的還原過程和氧化過程二者,ss-31都增大了電流(圖2a,上面板)。ss-31未改變還原/氧化電勢(圖2a,上面板),但增強穿過細胞色素c的電子流動,這表明ss-31減小了復合物iii到復合物iv之間的電阻。對于圖2b(下面板),使用與basic3cellstand連接的basi-50w伏安分析儀來執行全部的伏安測量。ag/agcl電極被用作參比電極,而玻璃碳和鉑電極被用于標準測量。在每次測量之前,利用氮氣使溶液充分脫氣以避免電極污染。針對氨基丁三醇-硼酸-乙二胺四乙酸(tbe)緩沖液、緩沖液加細胞色素c、以及緩沖液加胞色素c加兩個不同的ss-31劑量,作出循環伏安圖(如在圖2b中所示,下面板)。當ss-31用量為相對于細胞色素c的兩倍時(細胞色素c:ss-31=1:2),電流(電子擴散速率)增大至幾乎200%。該結果表明ss-31促進細胞色素c中的電子擴散,這使肽可用于設計更靈敏的生物檢測器。實施例4.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強細胞色素c中的電子產生能力進行光致發光(pl)以檢查ss-31對細胞色素c的血紅素的導帶的電子結構、負責電子傳輸的能態的影響(圖3a和圖3b)。使用nd:ydo4激光器(532.8nm)以激發細胞色素c中的電子(圖2a)。細胞色素c中的強pl發光態可在650nm清晰地識別(圖2b)。隨著添加ss-31,pl強度呈現劑量依賴性增大,這說明在細胞色素c中的導帶中的可利用的電子態增加(圖2b)。這表明,ss-31增大細胞色素c的導帶的電子產生能力,其與ss-31調控穿過細胞色素c的電流增大相一致。實施例5.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)引發圍繞細胞色素c血紅素的新的π-π相互作用執行圓二色性(olis分光偏振計,dsm20)以監控俗特譜帶(反峰,在415nm處),作為用于細胞色素c中的π-π*血紅素環境的探針(圖4)。ss-31促進該峰“紅”移至440nm,表明ss-31引發細胞色素c內的新的血紅素-酪氨酸π-π*過渡,而沒有發生變性(圖4)。這些結果表明,通過向血紅素提供用于電子隧道效應的額外的酪氨酸tyr、或者通過減小外源tyr殘基和血紅素之間的距離,ss-31改變了血紅素的直接環境。圍繞血紅素的π-π*相互作用的增大將增強電子隧道效應,其有利于電子擴散。實施例6.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增大線粒體o2消耗使用氧描記器(oxygraph)來確定離體的大鼠腎的線粒體的耗氧量(圖5a和圖5b)。在狀態2(僅400μmadp)、狀態3(400μmadp和500μm底物)和狀態4(僅底物)下,在不同的ss-31濃度的存在下,測量呼吸速率。所有試驗多次重復進行,其中n=4-7。結果表明ss-31促進電子傳遞到氧,而不解聯線粒體(圖5a和圖5b)。實施例7.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增加離體線粒體中的atp合成通過測量從離體線粒體收集的呼吸緩沖液在添加400mmadp之后1分鐘時的atp而確定線粒體atp合成的速率(圖6)。使用hplc分析atp。全部試驗多次重復進行,其中n=3。將ss-31添加到離體的線粒體中劑量依賴性地增大了atp合成的速率(圖6)。這些結果表明,由ss-31引起的電子傳遞的增強與atp合成有關。實施例8.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)增強細胞色素c減少的的線粒體內膜的呼吸為了證實細胞色素c在ss-31對線粒體呼吸的作用中所起到的作用,在細胞色素c減少的線粒體內膜中確定ss-31對線粒體耗氧量的影響,該線粒體內膜從經冷凍的大鼠腎的線粒體得到(圖7)。在具有100μmss-31或不具有100μmss-31的500μm琥珀酸鹽存在下,測量呼吸速率。重復進行該實驗,其中n=3。這些數據表明:1)ss-31借助imm-緊密結合的細胞色素c而起作用;2)ss-31可補救細胞色素c的功能下降。實施例9.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)和phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)促進細胞色素c還原ss-31和ss-20可加速作為還原劑的谷胱甘肽(gsh)引發的細胞色素c還原的動力學(圖13)。通過在550nm處的吸光度的增加來監控細胞色素c的還原。添加gsh導致550nm處的吸光度的時間依賴性增加(圖13)。使用作為還原劑的n-乙酰半胱氨酸(nac)得到類似的結果(未示出)。單獨添加100μm濃度的ss-31未還原細胞色素c,但是ss-31劑量依賴性地增大nac引發的細胞色素c還原的速率,這說明ss-31并不提供電子,但可加速電子傳遞。實施例10.肽d-arg-2′,6′-dmt-lys-phe-nh2(ss-31)和phe-d-arg-phe-lys-nh2(ss-20)增加線粒體電子通量和atp合成ss-20和ss-31都能夠提升電子通量,如在離體的大鼠腎線粒體中的耗氧量測量的(圖14)。以100μm的濃度將ss-20或者ss-31添加到包含0.5mm琥珀酸鹽(復合物ii底物)和400μmadp的呼吸緩沖液中的離體的線粒體中。當使用低濃度的復合物i底物(谷氨酸鹽/蘋果酸鹽)時,觀測到類似的耗氧量的增加(數據未示出)。電子通量的增大與離體線粒體中的atp產生的速率的顯著增大有關,該離體線粒體利用低濃度的琥珀酸鹽提供能量(圖15)。這些數據示出,使ss-20和ss-31靶向imm可提升電子傳輸鏈中的電子通量以及提高atp合成,尤其在減少的底物供給的條件下。實施例11.細胞色素c分離和純化在本領域中已知分離和純化細胞色素c的方法。提供了一種示例性的且非限制性的方法。細胞色素c具有一些帶正電的基團,從而使其具有大約10的pi。因此,通過離子吸引至線粒體的膜上的磷脂的負電荷,細胞色素c通常與線粒體的膜結合。在低ph下,在混合器中,在硫酸鋁溶液中,通過均質化首先破碎組織和線粒體。帶正電荷的鋁離子通過與帶負電荷的磷脂結合可從線粒體膜置換出細胞色素c,并且使蛋白質游離在溶液中。通過將ph升高至8.0除去過量的硫酸鋁,其中,鋁以氫氧化鋁的形式沉淀。在過濾以去除沉淀的氫氧化鋁之后,使用離子交換色層分析來根據蛋白質的電荷而分離蛋白質。細胞色素c具有幾個帶正電的基團;通常,柱由amberlitecg-50制成,其為一種帶負電的樹脂或者陽離子交換樹脂。一旦已收集洗脫液,硫酸銨沉淀法用于選擇性地使在細胞色素c制備中殘留的污染蛋白質沉淀。大多數蛋白質以在硫酸銨中80%的飽和度沉淀,而細胞色素c保持可溶。存在于溶液中的過量鹽隨后通過凝膠過濾色譜法被去除,該凝膠過濾色譜法基于蛋白質的尺寸來分離蛋白質。為了評估純化,在純化的每一步,收集制備的樣品。隨后使用bradford方法針對總蛋白含量分析這些樣品,且通過分光光度測定法測量這些樣品的細胞色素c濃度。實施例12:通過脫硫脫硫弧菌(desulfovibriodesulfuricans)的可溶硫酸鹽的異化還原通過下面的實施例將進一步說明文中所描述的生物修復組合物和方法。該實例僅出于說明的目的給出且不用于限制。按照常規給出化學組分和其它組分。在文中所描述的方法和組合物的范圍內,可以鑒于上述內容進行改動。表達載體構建:編碼芳香族陽離子肽的寡核苷酸將進行化學合成。寡核苷酸將被設計成在任一端包括獨特的限制位點,其將允許定向克隆至在多克隆位點的上游攜帶組成型啟動子的細菌質粒中。將利用與在寡核苷酸末端上的限制位點相對應的酶,通過限制酶切消化來制備質粒。將使用分子生物學的常規技術,使寡核苷酸退火且連接到已制備的質粒。連接產物將被轉至在選擇性培養基上生長的大腸桿菌中。使用本領域中已知的方法,通過dna測序,將篩選一些陽性克隆體來用于cdna插入物。陽性克隆體將被擴增且制備了一批表達構建物。脫硫脫硫弧菌的轉化:100ml的脫硫脫硫弧菌的過夜培養物(od600=0.6)將進行離心分離且用無菌水沖洗團塊三次,然后再懸浮在最終體積200μl的無菌水中。將30μl的一小份與4μl的質粒制劑(1μg)混合,通過電脈動器設備進行5,000v/cn電脈沖處理6ms。將基于重組質粒賦予的抗生素抗性來挑選重組細菌。確定重組脫硫脫硫弧菌的硫酸鹽還原酶活性:將針對還原可溶硫酸鹽的能力,測試野生型脫硫脫硫弧菌和重組脫硫脫硫弧菌。在厭氧條件下,在30℃下,在由deutschesammlungvonmikroorganismenundzellkulturengmbh(德國微生物和細胞培養物保藏中心)推薦的培養基中培養細菌。將使1280ppm的硫酸鹽水溶液接種有野生型脫硫脫硫弧菌和重組脫硫脫硫弧菌,然后培養12小時。硫酸鹽測量:將使用濁度技術(icgen等,2006)測量硫酸鹽濃度。硫酸鹽將沉淀在具有氯化鋇的鹽酸介質中以形成不溶的硫酸鋇晶體。將新鮮制備包含甘油(104.16ml)、濃鹽酸(60.25ml)和95%的異丙醇(208.33ml)的改進的調節混合物。對于每一反應,將2ml的不含細胞的上清液以1:50稀釋在250ml錐形瓶中的millipore水中,添加5ml的調節混合物。將通過攪拌充分混合全部的懸浮液。將添加大約1mg的氯化鋇晶體,同時攪拌持續1分鐘。在利用分光光度法在420nm測量濁度之前,在靜止狀態下靜置該混合物2分鐘。將從使用0-40ppm的na2so4的標準制定的曲線,來確定硫酸根離子的濃度。結果:預測到在這些條件下,表達芳香族陽離子肽的重組細菌會顯示提高的異化硫酸鹽還原速率。等同物本發明不限于在本申請中描述的特定實施方式,用作本發明的單個方面的單獨例證。本領域技術人員可以理解,可以不脫離本申請的精神和范圍的情況下進行各種修改和改動。根據以上描述,除了本文中列舉的以外,本公開的范圍內的功能上等同的方法和裝置對于本領域的技術人員而言是明顯的。這樣的改動和修改旨在落在所附權利要求書的范圍內。本公開僅受所附權利要求書以及與這樣的權利要求書的的范圍所等同的全部范圍限制。應當理解,本公開不限于特定的方法、試劑、組合物和生物系統,當然,所述方法、試劑、組合物和生物系統可以變化。還可理解,本文中使用的術語僅用于描述特定的實施方式而不旨在限制。此外,在以馬庫什組的方式描述本公開的特征或方面的情況下,本領域的技術人員可以理解,本公開也是以馬庫什組中的任一單個成員或亞組成員的方式所描述的。本領域的技術人員可以理解,為了任何或所有目的,尤其是提供說明書支持方面,本文中描述的所有范圍還可涵蓋任何且所有的可能子范圍及其子范圍的組合。任何列出的范圍可以容易地看作充分公開并使其能夠同一范圍分成至少二分之一、三分之一、四分之一、五分之一份、十分之一等的子范圍。作為非限制性實施例,本文中描述的每一范圍可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本領域技術人員還可以理解,所有的語言比如“上至”、“至少”、“大于”、“小于”等包括本數且適用于可以隨后被分成以上上述所提及子范圍的范圍。最后,本領域技術人員可以理解,范圍包括每一單個成員。因此,例如,具有1到3個單元的組指的是具有1個單元、2個單元或3個單元的組。類似地,具有1到5個單元的組指的是具有1個單元、2個單元、3個單元、4個單元或5個單元的組,諸如此類。本文所參考的或引用的所有專利、專利申請、在先申請和出版物通過引用以包括所有的附圖和表格的全文并入本文,使得它們不與本說明書的明確教導相矛盾。在所附的權利要求書中提出了其他實施方式。當前第1頁12
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