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Double helical conformation and extreme rigidity in a rodlike polyelectrolyte.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2019-02-18 , DOI: 10.1038/s41467-019-08756-3 Ying Wang 1 , Yadong He 2 , Zhou Yu 2 , Jianwei Gao 3 , Stephanie Ten Brinck 4 , Carla Slebodnick 1 , Gregory B Fahs 1 , Curt J Zanelotti 1 , Maruti Hegde 3, 5 , Robert B Moore 1 , Bernd Ensing 4 , Theo J Dingemans 3, 5 , Rui Qiao 2 , Louis A Madsen 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2019-02-18 , DOI: 10.1038/s41467-019-08756-3 Ying Wang 1 , Yadong He 2 , Zhou Yu 2 , Jianwei Gao 3 , Stephanie Ten Brinck 4 , Carla Slebodnick 1 , Gregory B Fahs 1 , Curt J Zanelotti 1 , Maruti Hegde 3, 5 , Robert B Moore 1 , Bernd Ensing 4 , Theo J Dingemans 3, 5 , Rui Qiao 2 , Louis A Madsen 1
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The ubiquitous biomacromolecule DNA has an axial rigidity persistence length of ~50 nm, driven by its elegant double helical structure. While double and multiple helix structures appear widely in nature, only rarely are these found in synthetic non-chiral macromolecules. Here we report a double helical conformation in the densely charged aromatic polyamide poly(2,2'-disulfonyl-4,4'-benzidine terephthalamide) or PBDT. This double helix macromolecule represents one of the most rigid simple molecular structures known, exhibiting an extremely high axial persistence length (~1 micrometer). We present X-ray diffraction, NMR spectroscopy, and molecular dynamics (MD) simulations that reveal and confirm the double helical conformation. The discovery of this extreme rigidity in combination with high charge density gives insight into the self-assembly of molecular ionic composites with high mechanical modulus (~ 1 GPa) yet with liquid-like ion motions inside, and provides fodder for formation of other 1D-reinforced composites.
中文翻译：
棒状聚电解质中的双螺旋构型和极高的刚性。
无处不在的生物大分子DNA的轴向刚性持久长度约为50 nm，这是由其优雅的双螺旋结构驱动的。尽管双螺旋结构和多螺旋结构在自然界中广泛出现，但在合成的非手性大分子中很少发现这些螺旋结构。在这里，我们报告密集电荷的芳族聚酰胺聚（2,2'-二磺酰基-4,4'-联苯胺对苯二甲酰胺）或PBDT中的双螺旋构象。这种双螺旋大分子代表了已知的最刚性的简单分子结构之一，具有极高的轴向持久长度（〜1微米）。我们目前X射线衍射，核磁共振波谱和分子动力学（MD）模拟，揭示并确认双螺旋构象。
更新日期：2019-02-19
中文翻译：
棒状聚电解质中的双螺旋构型和极高的刚性。
无处不在的生物大分子DNA的轴向刚性持久长度约为50 nm，这是由其优雅的双螺旋结构驱动的。尽管双螺旋结构和多螺旋结构在自然界中广泛出现，但在合成的非手性大分子中很少发现这些螺旋结构。在这里，我们报告密集电荷的芳族聚酰胺聚（2,2'-二磺酰基-4,4'-联苯胺对苯二甲酰胺）或PBDT中的双螺旋构象。这种双螺旋大分子代表了已知的最刚性的简单分子结构之一，具有极高的轴向持久长度（〜1微米）。我们目前X射线衍射，核磁共振波谱和分子动力学（MD）模拟，揭示并确认双螺旋构象。
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