pH-Responsive Self-Assembly of Polysaccharide through a Rugged Energy Landscape

化学 折叠(DSP实现) 能源景观 自组装 软物质 纳米技术 生物电子学 化学物理 多糖 过程(计算) 生物物理学 计算机科学 生物化学 工程类 材料科学 有机化学 生物传感器 物理化学 电气工程 操作系统 生物 胶体
作者
Brian H. Morrow,Gregory F. Payne,Jana Shen
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:137 (40): 13024-13030 被引量:107
标识
DOI:10.1021/jacs.5b07761
摘要

Self-assembling polysaccharides can form complex networks with structures and properties highly dependent on the sequence of triggering cues. Controlling the emergence of such networks provides an opportunity to create soft matter with unique features; however, it requires a detailed understanding of the subtle balance between the attractive and repulsive forces that drives the stimuli-induced self-assembly. Here we employ all-atom molecular dynamics simulations on the order of 100 ns to study the mechanisms of the pH-responsive gelation of the weakly basic aminopolysaccharide chitosan. We find that low pH induces a sharp transition from gel to soluble state, analogous to pH-dependent folding of proteins, while at neutral and high pH self-assembly occurs via a rugged energy landscape, reminiscent of RNA folding. A surprising role of salt is to lubricate the conformational search for the thermodynamically stable states. Although our simulations represent the early events in the self-assembly process of chitosan, which may take seconds or minutes to complete, the atomically detailed insights are consistent with recent experimental observations and provide a basis for understanding how environmental conditions modulate the structure and mechanical properties of the self-assembled polysaccharide systems. The ability to control structure and properties via modification of process conditions will aid in the technological efforts to create complex soft matter with applications ranging from bioelectronics to regenerative medicine.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
年轻的从雪完成签到,获得积分10
刚刚
will发布了新的文献求助10
刚刚
一颗困困豆耶完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
打打应助cg采纳,获得10
1秒前
1秒前
科研通AI6.2应助自信凡松采纳,获得10
1秒前
香蕉觅云应助jack采纳,获得10
1秒前
李健应助君猪采纳,获得10
2秒前
SciGPT应助忧郁雅寒采纳,获得10
2秒前
3秒前
史克珍香发布了新的文献求助20
3秒前
日安发布了新的文献求助10
3秒前
小涂同学发布了新的文献求助10
3秒前
bkagyin应助echo采纳,获得10
5秒前
高兴小凝完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
Akim应助年轻的从雪采纳,获得10
7秒前
小涂同学完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
暗夜萝莉发布了新的文献求助30
7秒前
姜姜完成签到,获得积分10
7秒前
白桃清酒发布了新的文献求助10
8秒前
无花果应助端庄金针菇采纳,获得10
8秒前
8秒前
干净的若雁完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
9秒前
合适土豆完成签到,获得积分10
9秒前
开心叫兽完成签到,获得积分20
9秒前
729完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
9Songs发布了新的文献求助10
10秒前
我是老大应助王险达采纳,获得10
11秒前
xiao完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6030759
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7708734
关于积分的说明 16194599
捐赠科研通 5177540
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2770790
邀请新用户注册赠送积分活动 1754160
关于科研通互助平台的介绍 1639502