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  水在生命活動(dòng)中發(fā)揮著很重要的作用，水對(duì)于生物大分子（如DNA和蛋白質(zhì)）保持正確的高級(jí)結(jié)構(gòu)以及發(fā)揮其生物功能至關(guān)重要。迄今，水對(duì)多糖結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響仍不清楚。

  利用單分子力譜技術(shù)，西南交通大學(xué)崔樹勛教授課題組最近研究了纖維素和直鏈淀粉在溶液環(huán)境中的單鏈力學(xué)行為。在單分子層面，纖維素是柔性高分子且較疏水，而直鏈淀粉較為親水（Nanoscale 2014, 6, 13421; Nanoscale 2017, 9, 3382）。在此基礎(chǔ)上，崔樹勛教授課題組在單分子層面揭示了水對(duì)直鏈淀粉力學(xué)行為的影響。

圖1. (a)直鏈淀粉在不同水含量的丙醇/水混合溶劑中的力-拉伸曲線；(b) 指紋平臺(tái)力值隨水含量的變化。

  在水溶液中拉伸直鏈淀粉時(shí)，其糖環(huán)構(gòu)象會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，對(duì)應(yīng)于力曲線上的指紋平臺(tái)。直鏈淀粉在一系列的醇/水混合溶劑中的力譜實(shí)驗(yàn)表明，指紋平臺(tái)的出現(xiàn)和指紋平臺(tái)的高低都依賴于混合溶劑中的水含量（圖1）。指紋平臺(tái)只有在水含量高于臨界值后才出現(xiàn)，且平臺(tái)高度隨水含量的增加而增大。只有足夠的結(jié)合水才能夠固定糖環(huán)的椅式構(gòu)象，此時(shí)拉伸才會(huì)有構(gòu)象變化，并出現(xiàn)指紋平臺(tái)。結(jié)合水的數(shù)量隨水含量增大而增多，隨之指紋平臺(tái)的高度逐漸增大。此項(xiàng)研究表明，水不僅是淀粉的溶劑，而且是淀粉溶液中的活性成分。

  相關(guān)成果以“Effects of Water Content of the Mixed Solvent on the Single-Molecule Mechanics of Amylose”為題發(fā)表于ACS Macro Letters 2018, 7, 672。論文的第一作者為錢露博士生，通訊作者為崔樹勛教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmacrolett.8b00375