单分子拉伸实验揭示生物分子中的无序证据

生物分子的异质性导致其动力学和功能存在分子间差异，这是一个新兴的主题。为了阐明单分子水平上异质性行为的后果，我们提出了一个精确可解模型，其中由机械力引起的展开速率参数化地依赖于一个辅助变量，该变量代表由内部动力学涨落引起的熵垒。当涨落速率（动力学无序的度量）与力诱导解离速率相当或更小时，我们展示了两个实验可观测的后果：恒力下的非指数生存概率，以及恒加载速率下的重尾断裂力分布。通过将我们的解析表达式拟合到蛋白质和 DNA 的单分子拉伸实验数据，我们量化了无序的程度。我们表明，只有分析宽范围力和加载速率下的数据，才能定量评估由内部动力学引起的无序作用。