能量转导膜的生物能量复合物产生的质子电流为腺苷三磷酸的合成提供动力。然而，自从化学渗透理论诞生以来，质子动力势（PMF）是否在能量转导膜周围的溶剂中分散，或者热力学力是沿膜表面局部施加的质子电流，这仍然是个难以捉摸且备受争议的问题。为了阐明生物膜上质子化动力学的分子原理，我们在这里结合了蛋白质小泡实验、荧光相关光谱和多尺度分子模拟。我们显示出，作为内线粒体膜的重要电子载体的辅酶Q10与膜中的质子相互作用，并改变膜表面上质子化反应的速率。我们发现，生理浓度的Q10增强了脂质体膜的完整性，以维持PMF，并加快了在微秒时间尺度上发生的脂质结合的pH敏感荧光探针的表面质子化反应速率。我们的多尺度模拟揭示了醌的头基在膜表面局部化，并通过正离子–π和氢键相互作用稳定质子化的水种，这种相互作用相对于整体溶剂放大了膜表面的质子交换。我们建议，除了醌作为能量转导膜中的氧化还原介导物的公认角色外，Q10还促进了质子收集天线效应，介导膜上的质子交换并支持局部质子电路模型。我们结合的发现为质子电流沿生物膜的传播提供了分子见解，并揭示了生物能量转化机制中的关键原理。
Beghiah等（星期二）研究了这一问题。