4. Двухъярусная модель молекулярной векторной
машины
4.1. Предпосылки к построению двухъярусной модели МВМ
В разделе 3.3.2. мы уже упоминали, что необходимость
дальнейшей разработки МВМ связана с противоречием между числом возможных конформаций, кодируемых генетическим кодом (61-62) и числом
боковых цепей аминокислот (20), которые обеспечивают их воссоздание. Это
противоречие снимается, если мы включим в рассмотрение не только сами боковые
цепи, но и те группировки, которые они несут.
В качестве конкретного
примера рассмотрим два состояния аминокислоты аспарагина (Asn) , приведенные на рисунках 17, а и 17, б.
Как видно на рисунке 17,
а, когда группировка O=C-NH2 ориентирована своей NH2–группой вправо, то при образовании с ней Н-связи в пентафрагменте
может возникать два ребра связности – между i –i-2 и i –
i-4 (в матрице это соответствует значению 101
в первой строке), а ребро связности i-4 – i-2
отсутствует (x6 = 0). В то же время, если группировка O=C-NH2 ориентирована NH2–группой влево (рис. 17, б), то появляется еще одно ребро
связности - между i-4 – i-2 (x6 = 1).
|
|
а |
|
б |
|
Рис.
17. Сопоставление двух состояний боковой цепи аспарагина. а – NH2–группа расположена
справа, ребро связности альфа-атомов
i-4 – i-2 отсутствует (x6=0); б – NH2–группа находится слева,
имеется ребро связности альфа-атомов
i-4 – i-2 (x6=1). |
|||
Таким образом, хотя
основное описание ребер связности в пентафрагменте в
матрице не изменяется, переменная X6 принимает значения 0 и
1. Эта переменная кодируется третьим основанием
триплета, для аспарагина это C и U (триплеты AAC и AAU). В нашем варианте соответствия пар переменных буквам кода С= 00 и U= 01 (см. http://genetic-code.narod.ru/transform.htm).
Практически это означает,
что вектора действия должны быть направлены не строго в вершину додекаэдра, а
образуют «пучек векторов», занимающих определенную
область вблизи соответствующей вершины. Очевидно, что в зависимости от типа
этой терминальной группы количество векторов в пучке, т.е. степень
вырожденности состояний этой аминокислоты (физического оператора), будет
варьировать – от единицы до 5 и более. При этом большинство боковых цепей,
способных к образованию двух водородных связей, будут иметь вырожденность,
равную двум.
4.2. Ромбоикосододекаэдр как возможный
многогранник для двухъярусной модели МВМ
Выше мы показали, что для описания положения
всех векторов, которые могут появиться вследствие вырожденности терминальных
групп (расщепления исходных векторов), простой модели додекаэдра недостаточно.
При этом было обращено внимание, что общее направление боковой цепи в
вырожденных состояниях (рис. 17, а, б) остается неизменным. Вследствие этого
многогранник, который подходил бы для целей описания всех 62 векторов, должен
вписываться в структуру додекаэдра и составлять его нижележащий ярус.
В качестве второго многогранника, в
дополнение к додекаэдру, в двухъярусной модели МВМ может быть ромбоикосододекаэдр (рис. 18, показан красными линиями) [ 5 ]. Напомним,
что этот многогранник имеет 62 грани, 60 вершин и 120 ребер. Из общего числа 20
граней являются треугольными, 12 – пятиугольными и 30 – четырехугольными. Ромбоикосододекаэдр, как видно на рисунке 18, вписывается в додекаэдр таким образом, что
его пятиугольные грани оказываются на гранях додекаэдра. Центры треугольных
граней располагаются прямо под вершинами додекаэдра, что хорошо видно на
рисунке 18 для вершин додекаэдра 2А, А2, 2В, В2
и –В. Таким образом, центры
граней ромбоикосододекаэдра
(их 62), расположенные вблизи от вершин додекаэдра, вполне могут служить для
описания положения групп векторов, реализуемых вырожденными состояниями боковых
цепей.
|
|
|
Рис.
18. Додекаэдр со вписанным ромбоикосододекаэдром
как возможные многогранники двухъярусной модели молекулярной векторной
машины. |
Хотя данная модель
представляется нам перспективной, она не была доведена до конца [ 5 ], т.е до той степени завершенности, при
которой можно было бы увидеть локализацию различных пучков векторов.
Значительные технические трудности не позволили нам это сделать. Предоставляем возможность
провести эту работу посетителям данной этой странички.
Мы рассмотрели
практически большую часть аспектов, связанных с проблемой МВМ. Не были проанализированы лишь сами пентафрагменты, которые являются важной составной частью
МВМ. Этот анализ можно проводить на основе имеющегося в литературе
экспериментального материала. В разделе 5, который помещен в конце главной страницы, приведен
материал, связанный с этим анализом.
Адрес для связи: vector-machine@narod.ru
