molpit
Login:
Password:
remember
PIT00219 Диполик в биофизике

Привожу тезисы моей лекции на V Биофизическом съезде Rostov3fin (pdf, 355КБ)
Надеюсь, они помогут развитию проекта Dipolic http://molpit.org/page/36 на МОЛПИТ.

Белобров П.И.1,2
МОДЕЛЬ ДИПОЛИКА В БИОФИЗИКЕ

Понятие диполика как модельного вещества было введено в [1] на основе результатов, полученных в [2, 3]. Диполик – модельное вещество, все физические свойства которого определяются только диполь–дипольным взаимодействием. Точное решение для основного состояния кубического диполика найдено в [2], где было показано, что существует непрерывное вырождение основного состояния по двум параметрам. Самоорганизация 2D диполика с 3D полями с произвольным углом ромбичности численно исследована в [3]. Методами теории гомологий доказано существование вихревых состояний в таких диполиках. Аналитически найдено точное решение для метастабильных структур без дисклинаций, связанное с семейством попарно зацепляющихся кривых, вдоль которых параметр порядка сохраняется [1].

В задаче определения основного состояния 3D полей, создаваемых классическими диполями на бесконечной 2D решетке, основное состояние зависит от характера предельного перехода, параметр которого – способ компактификации 2D диполика в пространстве {\bf E}^3. Основные компактификации {\bf E}^2, вложенные в {\bf E}^3 и {\bf E}^4: сферическая {\bf S}^2, торическая {\bf T}^2 и проективная {\bf RP}^2 [1]. Найденная зависимость основного состояния 3D диполика с 3D полями от компактификации является, пожалуй, единственным точным результатом для бесконечных систем с дипольным взаимодействием всех частиц со всеми, имеющим прямое отношение к одиночным молекулам - диполикам.

С понижением размерности пространства энергия основного состояния, нормированная на частицу, увеличивается, и происходит частичное снятие вырождения, т.е. непрерывное вырождение по двум переменным становится в 2D случае вырождением только по одной переменной, а в одномерном случае вырождение снимается полностью. Особым случаем является 3D кубический кластер, в котором остается вырождение по одному параметру.

Рассмотрение конечного диполика как одиночной молекулы позволило доказать важную роль беспокойного состояния нескольких систем, интересных для биофизики и нанобиотехнологии. Применение построенной модели дало возможность выяснить механизм «кажущейся» специфичности наноалмаза при взаимодействии с белками и ДНК. Этот результат служит основой более точного рассмотрения биологических взаимодействий множества молекул в конденсированной фазе клетки.

Исследование выполнено по гранту Российского научного фонда (проект №15-19-10041).

1. Belobrov P.I., Ermilov I.V., Tsikh A.K. / Preprint TRITA/MAT-91-0020, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 1991, 25 p. http://molpit.org/page/36
2. Belobrov P.I., Gekht R.S., lgnatchenko V.A. / JETP, 1983, V.57. P.636-642.
3. Belobrov P.I., Voevodin V.A., lgnatchenko V.A. / JETP, 1985, V.61. P.522-524.

Peter Belobrov 25 Aug 2015 13:58
© International Open Laboratory for Advanced Science and Technology — MOLPIT, 2009–2021