http://lechebnaya-glina.ru » Материя организма

Свобода вращений пептидных групп

Автор: lenka   Май 8, 2015 Нет комментариев

позволяет рассматривать их конфигурацию просто как одномерную цепочку диполей, после чего конфигурация молекулы становится доступной для математического описания.

Вторая часть модели — это воспроизведение ввода энергии в белковую цепь. В современной биохимии передача энергии АТФ → белок рассматривается как достаточно сложный биохимический цикл энергосопряжённых реакций с образованием промежуточного продукта при одновременном гидролизе АТФ [134]. В решаемой задаче при создании её «жёсткой» модели этот процесс не рассматривается и заменяется утверждением, что в некоторой точке «0» модельно представленной белковой цепи произошла передача химической энергии от энергоносителя белку.
Такая окончательная модель — линейная цепочка диполей и точечный источник химической энергии — была принята А. С. Давыдовым для последующего аналитического решения задачи, и к этой модели относятся все дальнейшие физические рассуждения и нижеприведенные математические построения.35 Как видно, в физической модели от исходной биохимической системы сохранены в неизменности лишь факторы, значимые для предмета решаемой задачи: нелинейные (ангармоничные) группы Амид I в цепи спирали белка и факт передачи энергии молекулой АТФ.
Решение задачи А. С. Давыдов первоначально провёл в классическом приближении. В этом приближении для структуры белка и пептида, показанных на рис. 11 и 13, механизм локализации переноса энергии может быть описан следующим образом. Энергия, переданная белку молекулой АТФ, вызывает возбуждение и колебание её цепи. Вовлечённые в возбуждение группы Амид I, способные в силу жёсткости двойной связи С=О лишь к продольным колебаниям, напрягают структуру молекулы в окрестности этой связи. Это локальное искажение решётки действует как потенциальная яма, локализующая колебательную энергию предотвращающая её дисперсию.

Рассмотрим процессы коллективного возбуждения в одномерной цепи дипольных пептидных групп массы М, расположенных вдоль оси z в узлах n (n = 0, 1, …). В такой цепи колебательная энергия продольных С=О осцилляторов (Амид I) посредством фононных связей действует на соседние атомные группы и искажает структуру цепи в окрестности С=О. Далее это искажение приводит к захвату энергии группой Амид I, что предотвращает её (энергии) дисперсию. Этот эффект далее получил название «самоканализация энергии». Возникновение самоканализации энергии связано с нарушением жёсткости в цепи биополимера. «Гибкие» связи между пептидными группами в цепи С–N, C–C определяют малые значения её продольной упругости æ, в то время как большие предполагают значительное взаимодействие между колебаниями Амид I и фононами. А. С. Давыдов, первоначально решив эту задачу в классическом приближении, затем уточнил решение в приближении квантовомеханическом. Во всех случаях он использовал оператор энергии, состоящий из трёх компонент:
В этих выражениях суммирование выполняется по всем целочисленным значениям n = 0, 1, 2, …; Bn и Bn — операторы рождения и уничтожения возбуждения пептидной группы n; un — оператор продольного смещения равновесного положения n
пептидной группы; pn — оператор, сопряженный un; æ — продольная упругость цепочки; — параметр связи между экситоном и фононом, т. е. связи внутримолекулярных возбуждений групп С=О со смещением un; и, наконец, J = 2 d 2а–3 — энергия резонансного взаимодействия пептидных групп. При условии 1 все три оператора, входящие в функцию Гамильтона, должны быть рассмотрены на равных основаниях, что определяет отличие получаемого для пептидной цепи решения от экситонных решений для твёрдого тела.

Приведённое выше решение, названное самоканализацией энергии акустическими фононами, было получено Давыдовым при использовании гармонического приближения для описания взаимодействия между пептидными группами, когда изменение равновесных положений молекул в системе определялось классическими уравнениями движения. Такое приближение позволяет рассмотреть основные свойства солитонов в молекулярных цепях, однако оно ограничено условием s2 < 1. Последующим результатом развития Давыдовым этой теории, в которой учтены квантовые флюктуации равновесных положений молекул и их тепловые колебания относительно новых положений равновесия, является получение решения для оптического солитона, т. е. для солитона, возникающего при поглощении света [138, с. 196] (или другого кванта электромагнитного поля).

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Еще не оценили)
Загрузка...

Выразить свое мнение:

Копирование и использование материалов сайта разрешено только при наличии прямой ссылки на источник.
Голубая глина и белая для масок для лица и волос. Фитотерапия и спирулина