Skip to content

SKMS

Laboratory of Quantum-Mechanical Systems

  • Главная
  • Новости
  • Научно-исследовательская работа
  • Публикации
    • Публикации
    • Монографии
    • Сборники трудов
    • Учебники
  • Сотрудники лаборатории
    • список сотрудников
    • Лахно Виктор Дмитриевич
    • Габдуллин Разиф Рифович
    • Коршунова Алевтина Николаевна
    • Кудряшова Ольга Владимировна
    • Пономарёв Олег Александрович
    • Молчанова Дина Альбертовна
    • Соболев Егор Васильевич
    • Тихонов Дмитрий Анатольевич
    • Фиалко Надежда Сергеевна
    • Шигаев Алексей Сергеевич
    • Сотрудники, входившие в состав сектора в разные периоды времени
  • Фотогалерея
  • Обратная связь
  • РусскийРусский
  • EnglishEnglish
  • Home
  • Научно-исследовательская работа
  • Сегнетоактивные модели ионных каналов в биомембранах

Сегнетоактивные модели ионных каналов в биомембранах

Публикации по теме

Электронные состояния в кластерах

Сольватированные электроны в электролитах

Исследование структур и функций биологических мембран является одной из актуальных задач современной математической биофизики. Среди различных функций биомембран транспортная может быть названа важнейшей. Сегнетоактивная модель, разработанная в СКМС, позволяет качественно объяснить широкую совокупность экспериментальных данных по функционированию ионных каналов в биомембранах. Согласно современным представлениям, роль каналов в биомембранах выполняют встроенные в них белки. Так в структуре белка Na+-канала из электрической пластинки угря обнаружены четыре гомологичных домена. Каждый из них содержит пять гидрофобных и амфифильных сегментов, а также один сегмент с характерным сильным положительным зарядом (Рис.1).

Рис.1. Доменная организация первичной структуры Nа+-канала.

   В этом случае считается, что ионный канал образуется при свертывании гомологичных доменов в цилиндрическую структуру. Наличие поляризации, величина которой может быть сравнима с известными значениями для сегнетоэлектрических жидких кристаллов, а также существенная нелинейность среды биомембраны вблизи проходящих здесь фазовых переходов, естественно, приводят к необходимости рассмотрения сегнетоактивных моделей ионного канала биомембраны. Разработанная в /1/, /3/ и /4/ простейшая сегнетоактивная модель канала основана на уравнении Ландау-Гинзбурга- Халатникова:

(9.1)

где a, b, g – коэффициенты термодинамического разложения Ландау-Гинзбурга-Девоншира. Решения (9.1) в виде кинка

(9.2)

где d – ширина кинка, в стационарном состоянии соответствуют случаю возникновения границы между фазами при повышении температуры из устойчивого состояния с минимумом F при Р=P1 (сегнетофаза) в устойчивое состояние с максимумом P=P2=0 (парафаза), т.е. когда в сегнетофазе возникает участок парафазы. Существенно, что существование кинкового движения межфазной границы возможно лишь в узком интервале [T*;Тc] относительно температуры Кюри-Вейсса Tc :

(9.3)

   Согласно введенной сегнетоэлектрической модели, работа канала выглядит следующим образом. Наличие или появление вблизи зародившейся межфазной границы заряженного иона может привести к его “связыванию” с этой границей и последующим увлечением его внутрь мембраны к ее внутренней стороне, движущейся вдоль ионного канала межфазной границей. В результате возникает кратковременный ток. Аналогичная картина, но с обратным движением межфазной границы, будет возникать при некотором охлаждении системы, когда на внутренней поверхности мембраны будет возникать сегнетофаза, которая постепенно начнет распространяться вдоль ионного канала к внешней стороне мембраны.
   Введенная сегнетоэлектрическая модель объясняет воротные токи, сингулярное поведение диэлектрической проницаемости вблизи Tc, существование границ различных фаз и др.

Публикации по теме

Поделиться ссылкой:

  • Twitter
  • Facebook
  • Книга HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVITY. BIPOLARON MECHANISM

Copyright © 2021 SKMS. IMPB RAS

Theme: Oceanly by ScriptsTown

← Электронные состояния в кластерах ← Сольватированные электроны в электролитах