高力下生物聚合物拉伸理论

我们仅用持久长度ξ_p和单体间距a为生物聚合物的高力弹性提供了一个统一理论。当力f > f_h ~ k_BTξ_p/a^2时，生物聚合物表现为自由连接链；而在范围f_l ~ k_BT/ξ_p < f < f_h内，蠕虫状链是更好的模型。我们证明，ξ_p可以从力-伸长曲线在伸长量x≈1/2（按生物聚合物轮廓长度归一化）处估算。在通过模拟验证该理论后，我们对一组不同的生物聚合物（dsDNA、ssRNA、ssDNA、多糖以及肌联蛋白的无结构PEVK结构域）在x ≥ 1/2时的力-伸长曲线进行了定量分析。该理论自然地解释了特定聚合物模型（FJC或WLC）描述给定生物聚合物力-伸长曲线的成功与否。只有通过探测生物聚合物在宽力范围内的响应，才能完全描述依赖于力的弹性行为。