Mechanische Anisotropie von Proteinen in ...

6.5 Bruchkinetik des Minimalmodells 55
Abbildung 6.5: a) und c) Berechnete Bruchkraftverteilungen eines elastischen Netzwerks. Gestrichelte
Linien geben die Bruchkraftverteilung einer Einzelbindung an. b) Experimentell beobachtete
Bruchkraftverteilungen (Kreise) mit Monte-Carlo Fits (Linien) aus Kapitel 5.
Potentialbreite der Einzelbindungen zusammen:
κv
k 0 = ∆x ·
k B T · e−γ/k BT
(6.9)
Es sind Kraftwirkungsmatrizen für alle experimentell untersuchten Belastungsrichtungen
für Interaktionsradien R C im Bereich von 0.6 nm bis 2 nm berechnet worden und mit Gl. 6.5
sind Bruchkraftverteilungen für den ersten Bindungsbruch im Netzwerk berechnet worden.
Es wurde das Parameterpaar (R C , ∆x) mit optimaler Übereinstimmung mit den experimentellen
Bruchkraftverteilungen gesucht. Abb. 6.5 zeigt das Ergebnis dieser Analyse. Für
einen Interaktionsradius R C im Bereich zwischen 0.65 nm bis 0.75 nm und eine Potentialbreite
∆x ≃ 0.28 nm (mit einem Übergangsratenkoeffizienten k 0 ≃ 1 · 10 −3 s −1 bzw. einer
Barrienhöhe ∆G ∗ 1=27 k B T ) der Einzelbindungen ergibt sich optimale Übereinstimmung
mit den experimentell beobachteten Bruchkraftverteilungen.
Wie im Experiment auch, markieren die Belastungsrichtungen (3,212) und (6,221)
die Extrempunkte der mechanischen Stabilität des Bindungsnetzwerks. Bis auf die Belastungsrichtung
(26,198) stimmt auch die Ordnung der mechanischen Stabilität für alle
Belastungsrichtungen mit dem Experiment überein. Die Richtungen (3,132), (117,182) und
(6,221) zeigen wie im Experiment die höchsten Bruchkräfte um 600 pN, während (182,212)