|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН |
||
Многомерная геометрия расширяет горизонты биофизики. Почему линейные полимеры смогли стать молекулярной основой жизни?статья
- Автор: Шайтан К.В.
- Сборник: Горизонты биофизики. Том 1. Молекулярная биофизика. Медицинская биофизика
- Серия: К 270-летию Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова
- Том: 1
- Глава в коллективной монографии
- Год издания: 2022
- Издательство: Автономная некоммерческая организация Ижевский институт компьютерных исследований
- Местоположение издательства: Ижевск
- Первая страница: 271
- Последняя страница: 340
- Аннотация: С использованием идей и методов многомерной геометрии и топологии на простых и наглядных примерах рассматриваются новые физические и математические идеи, лежащие в основе формирования уникальной пространственной структуры и конформационной динамики линейных биополимеров. Для понимания излагаемого материала не нужно специальной математической подготовки - достаточно простейшего курса матанализа для биологов и понятия о комплексных числах. Дается ретроспективный взгляд на развитие идей о связи динамики и функции биомакромолекул. Описаны возможности для развития теоретических представлений и моделей для динамики макромолекул, которые связаны со статистическими свойствами функций в пространствах больших размерностей, топологией конфигурационного пространства линейных полимеров и ее последствиями для топографии ультрамногомерных поверхностей потенциальной энергии (ППЭ). Обсуждается симметрия ППЭ для биополимеров относительно операций перестановки одинаковых мономерных звеньев или одинаковых блоков мономерных звеньев. Сформулирована гипотеза о возможном пути добиологической эволюции топографии ППЭ макромолекул, который мог привести к возникновению протоформ жизни. Перед автором стояла сложная задача сделать изложение доступным для лиц, которые не занимаются профессионально теоретическими вопросами современной молекулярной науки и не имеют навыка прочтения математических формул. Поэтому в тексте мы стремились, с одной стороны, обойтись минимумом формул, но там, где это избежать не удается даем по возможности подробные комментарии. Для улучшения восприятия мы используем также простые геометрические образы. Конечно, мы прекрасно понимаем, что за последние десятилетия во многом благодаря прогрессу технологий (основанных, никуда от этого не деться, на формулах) и распространению научных методов в ширь во многих направлениях, например, биологии выросло значительное число работников, которые не способны читать текст даже с простейшими математическими выкладками. Иногда это воспринимается даже как достоинство. Мы все же (а вдруг!) старались учесть и их интересы и дать в каждом разделе выжимку основных результатов простыми словами и без формул. Автор заранее приносит извинения за значительное число ссылок на собственные работы, которые все же старались минимизировать. Дело в том, что описанный в статье взгляд на проблему и результаты явились следствием почти 40-летних последовательных рассуждений, отдельные этапы которых фиксировались в наших статьях и нет ни возможности, ни нужды (эти публикации легко доступны, в том числе, на русском языке) повторять многие детали этих рассуждений в данной работе. Ключевые слова: структура и динамика линейных полимеров и биополимеров, распределение энергии диссипации по степеням свободы при конформационных движениях, правила движения по многомерным энергетическим ландшафтам, топология конфигурационного пространства линейных полимеров и ряды Фурье для поверхности потенциальной энергии, парадокс сходимости для потенциальной энергии полимера, топография энергетических ландшафтов, принцип минимальной фрустрации, скрытые симметрии в биополимерах, механизмы фолдинга, свободная энергия биополимера и критическая температура денатурации, стрела молекулярной физико-химической эволюции
- Добавил в систему: Шайтан Константин Вольдемарович
Прикрепленные файлы
| № | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Полный текст | Vol1_v1_KVSh-szhatyij.pdf | 11,5 МБ | 30 апреля 2023 [ShaitanKV] |