КОГЕРЕНТНЫЕ СИНГЛЕТ-ТРИПЛЕТНЫЕ ПЕРЕХОДЫ НА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ СБОРКИ ТУБУЛИНА В МИКРОТРУБОЧКИ

摘要

На основе квантово-химических расчетов [DFT-B.3LYP QM/MM метод, базис 6-31G**,+ ab initio молекулярная динамика] изучено воздействие катиона Mg~(2+) на свойства тубулина. Показано, что гидратация гуанозинтрифосфаг-губулина формирует зонную структуру белка, включающую занятую электронами зону и зону проводимости. Связывание катиона Mg~(2+) с гуанозингрифосфатом в составе тубулина приводит красспариваниюэлектронов в занятой зоне (формирование триплетного состояния) с последующим их переходом в зону проводимости, в которой происходит переворот спина (формирование синглетного состояния), Перевод тубулина в гриплетное состояние является толчком к изменению состояния белка в пикосе-кундном интервале времени. Динамика процесса проявляется в виде когерентного осциллирующего перехода тубулина из триплетного в синглетное состояние и обратно за счет непрерывной подстройки его ядерной и электронной конфигурации (ab initio мОлекудярно-динамические расчеты). Барьер между триплетным и синглетным состоянием не превышает 0,6 ккал/моль. Преодоление барьера может рассматриваться как гуннелирование электронов сквозь поверхность Ферми, отделяющую занятую зону от зоны проводимости. Формирование зон происходит при наличии слоя биологической воды, окружающей белок.