交联聚合物链机械去折叠动力学的理论研究及其对单分子拉伸实验的意义
生物物理
2009-11-10 v1 材料科学
生物大分子
摘要
我们使用动力学蒙特卡洛模拟研究了机械载荷下交联聚合物链的去折叠动力学。当链的两端被拉开时，每个交联传递的力增加直到其断裂。随机交联断裂过程被假设遵循一级动力学，其速率常数依赖于传递力的指数函数。我们进行了随机搜索，以确定最优的交联构型，这些构型的去折叠需要较大的施加力（强度的度量）和/或较大的耗散能量（韧性的度量）。我们发现，这种最优链总是涉及排列成平行链段的交联。这些最优链段的位置通常取决于加载速率。具有少量交联的最优链被发现几乎与具有大量交联的最优链一样强韧。此外，具有少量交联的链的最优性可以通过随机添加交联而轻易破坏。目前的研究结果对于解释承重蛋白质机械去折叠的单分子力探针光谱研究具有重要意义，这些蛋白质的天然拓扑结构通常涉及与本研究中确定的最优构型相似的平行链段排列。
引用
@article{arxiv.physics/0409080,
title = {Theoretical studies of the kinetics of mechanical unfolding of cross-linked polymer chains and their implications for single molecule pulling experiments},
author = {Kilho Eom and Dmitrii E Makarov and Gregory J. Rodin},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0409080},
year = {2009}
}