ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модель дискретных состояний и фазовых переходов из "Биофизика Т.1" Рассмотрим другую модель подвижности белка, которая включает два выделенных конформационных состояния с узкими потенциальными ямами , разделенными относительно широким ( 0,05 нм) барьером (Р. Фрауенфельдер). При низких температурах частица локализована в одной из ям и фактор / 1. При повышении температуры частица за время т успевает совершить перескоки между ямами , что приводит к уменьшению вероятности / и деформации спектра. [c.306] Для согласования с экспериментальными данными такая модель должна содержать две выделенные квазиравновесные конформации, каждая из которых содержит много микросостояний или конформационных подсостояний (см. 8 гл. ХП1). [c.307] Резкий характер температурного перехода f T) позволяет также считать, что в этих условиях в белке происходит фазовый переход между подвижной и малоподвижной конформацией, сопровождающийся разрыхлением слабых связей (Д. С. Чернавский). Конформационный переход из закрытого в открытое состояние заключается в разрыве насыщенных слабых связей и освобождении выделенной степени свободы, после чего система приобретает подвижность и становится молекулярной машиной (см. 1 гл. X). Считая, что размеры подвижных сегментов макромолекулы порядка i 2 нм, энергии связей Е 0,2 -г 0,5 эВ, частоты колебаний в открытом состоянии соо 10 с , можно найти, что амплитуда колебаний подвижных сегментов, где локализован атом Ре, равна (А) 0,05 нм. Это намного больше длины волны резонансного у-кванта (0,013 нм) и, следовательно, в открытом состоянии эффект Мёссбауэра отсутствует f = 0. В закрытом состоянии амплитуда колебаний сегмента существенно меньше и эффект Мёссбауэра уже определяется жесткостью связей атома Ре с непосредственным локальным окружением. Поэтому изменение фактора f и подвижности с температурой можно интерпретировать как изменение доли макромолекул, находящихся в закрытом состоянии. [c.307] Соответствие формулы (XI.2.4) экспериментальным данным наблюдается при п — Еупр = 0,33 эВ и nAS = 20 э. е. [c.307] Формула (XI.2.3) совпадает с выражениями, описывающими фазовые переходы первого рода в термодинамически неравновесных системах. Специфика сегментального перехода проявляется в том, что изменение энтропии происходит только в системе слабых связей, а изменение энергии — во всей системе. [c.307] Изменение энтропии должно зависеть от влажности, если в подвижном состоянии образуется полость, которая содержит несколько связанных молекул воды. В неподвижном состоянии полость закрывается и молекулы воды вытесняются в окружающее пространство. В модели ограниченной диффузии (см. 1 гл. XI) под АР и Аб надо понимать свободную энергию и энтропию активации микровязкости. Большое изменение энтропии Аб 20 э. е. в фазовом переходе указывает на сложный характер молекулярной картины происходящих при этом процессов. [c.308] Вернуться к основной статье