Projekteja vuodessa
Abstrakti
Mixed-linkage glucans are major components of grassy cell-walls and cereal endosperm. Recently identified plant endo-β-glucanase from the EG16 family cleaves MLGs with strong specificity towards regions with at least four sequential β(1,4)-linked glucose residues. This activity yields a low molecular-weight MLG with a repeating structure of β(1,3)-linked cellotriose that gels rapidly at concentrations as low as 1.0 % w/v. To understand the gelation mechanism, we investigated the structure and behavior using rheology, microscopy, X-ray scattering, and molecular dynamics simulations. Upon digestion, the material's rheological behavior changes from typical polymeric material to a fibrillar network behavior seen for e.g. cellulose nanofibrils. Scanning electron microscopy and confocal microscopy verifies these changes in micro- and nanostructure. Small-angle X-ray scattering shows in-solution self-assembly of MLG through ~10 nm elemental structures. Wide-angle X-ray scattering data indicate that the polymer association is similar to cellulose II, with dominant scattering at d-spacing of 0.43 nm. Simulations of two interacting glucan chains show that β(1,3)-linkages prevent the formation of tight helices that form between β(1,4)-linked D-glucan chains, leading to weaker interactions and less ordered inter-chain assembly. Overall, these data indicate that digestion drives gelation not by enhancement of interactions driving self-assembly, but by elimination of unproductive interactions hindering self-assembly.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 122703 |
Sivumäärä | 10 |
Julkaisu | Carbohydrate Polymers |
Vuosikerta | 347 |
Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 17 syysk. 2024 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - 1 tammik. 2025 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Self-assembly of mixed-linkage glucan hydrogels formed following EG16 digestion'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.-
FinnCERES: Competence Center for the Materials Bioeconomy: A Flagship for our Sustainable Future
Naukkarinen, O. (Vastuullinen tutkija)
01/05/2022 → 30/06/2026
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
LIBER Sammalkorpi: Life-like hybrid materials Sammalkorpi
Sammalkorpi, M. (Vastuullinen tutkija), Hasheminejad, K. (Projektin jäsen), Holl, M. (Projektin jäsen), Kastinen, T. (Projektin jäsen), Morais Jaques, Y. (Projektin jäsen), Harmat, A. (Projektin jäsen) & Scacchi, A. (Projektin jäsen)
01/01/2022 → 31/12/2024
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
FuturoLeaf: Leaf-inspired nanocellulose frameworks for next generation photosynthetic cell factories
Kontturi, E. (Vastuullinen tutkija), Yousefi, N. (Projektin jäsen), Suutari, T. (Projektin jäsen), Keerakkara Arumughan, V. (Projektin jäsen), Qi, R. (Projektin jäsen), Solhi, L. (Projektin jäsen), Dogan, N. (Projektin jäsen) & Kröger, M. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/12/2023
Projekti: EU: Framework programmes funding
Laitteet
-
Biotalousinfrastruktuuri
Seppälä, J. (Manager)
Kemian tekniikan korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility
-
-
OtaNano Nanomikroskopiakeskus
Seitsonen, J. (Manager) & Rissanen, A. (Other)
OtaNanoLaitteistot/tilat: Facility