Техника - молодёжи 2003-05, страница 8

фрагментов (вершина угла) — второй субфрагмент S1, шунтирущий часть S2 — молекула миозина — внешняя (по отношениям к нитям) сеть. Таким образом, фактор (ЭД, а) определяется взаимодействием сторон углового контура миозиновых мостиков в первой фазе движения (см. рис. 46).

Второй тип электродинамического взаимодействия (ЭД, б), определяющий раскручивание субфрагмента S2, и обусловленный этим отрыв мостика (начало и конец этого процесса показаны на рис. 4в и 4г соответственно), предусматривает наличие упругости в S2. Более подробно электромеханические (электродинамические) процессы в двойной спирали описаны в [4]

Описываемая модель дополняет, уточняет и развивает известную кинетическую модель В.И. Дещеревско-го [5], в частности, фактор (ЭД, б) объясняет возникновение натяжения, необходимого для размыкания мостика являющегося причиной отрицательной связи, то есть получает обоснование отличие от нуля константы скорости размыкания тянущих мостиков при сохранении основных математических выражений, характеризующих кинетическую модель. В [5] поставлен ряд вопросов в рамках развития кинетической теории которые касаются химических и физических изменений замкнутого мостика, сопровождающих конформационную перестройку, ее геометрии и т.д. Предложенная модель отвечает на них. В частности процесс конформации мостика нужно считать дискретно-непрерыв-

тельство того, что лимитирующей стадией процесса гидролиза АТФ на миозине является не сброс продукта, а кон-формационная перестройка миозин-продуктного интермедиантного комплекса. При этом перестройка сопровождается:

— деформированием S1, сопровождающим его присоединение к актину под действием ЭС-фактора;

— шунтированием S2 одним из S1;

— осевым усилием в S2 (в фазе рис 4в);

— действием упругости в месте присоединения S1 к S2;

— деформированием S1 под действием перемещения актиновой нити.

Все эти процессы, например деформирование S1, как непрерывны сами по себе, так и сопровождаются скачками, обусловленными цикличностью мостиков, то есть дискретны.

Становится понятным структурная необходимость существования двух центров S1 для связывания АТФ на мио-зиновой молекуле, поскольку один выполняет первичное замыкание (рис. 46), а второй при этом осуществляет шунтирование S2 и лишь потом присоединяется к актину под действием и ЭД-фактора и инициализированного им движения к актиновой нити

Объясняется наличие двух состояний замкнутого мостика (движущего и тормозящего), существенных для циклической схемы гидролиза АТФ структурированными актомиозиновыми системами. Первое состояние — движение под действием ЭД-фактора в угловом кон

ских реакций, связанных с движением протонов. При этом коллективная миграция протонов может достигать значительных расстояний в присутствии сравнительно слабого поля, характерного для многих белковых электретов.

Кроме изложенных, прямые доказательства адекватности данной модели могут быть, на наш взгляд, получены при прямых электрических и магнитных измерениях полей в различных участках саркомера, в частности, поперечных мостиков. На это и должны быть направлены дальнейшие исследования, несмотря на трудности реализации столь микроскопических датчиков. Это тем более было бы полезно из-за того, что уже сейчас существуют соотношения, позволяющие вычислять характеристики электрического и магнитного полей дипольного биоэлектрического генератора, каким, в сущности, и является ак-томиозиновый комплекс поперечного мостика.

Один из путей дальнейшего совершенствования модели состоит в предположении наличия присутствия гемоглобина вблизи сократительных нитей. В этом случае гем, содержащий железо Fe3+, в состоянии усилить электродинамическое действие антипараллельных токов, что внесет соответствующие коррективы. ■ Рисунки Михаила ШМИТОВА

jnjll П|ПП|П1 Bagshaw C.R., Trentham DR. Wolcott R.G., BoyerP.D (1975). Proc Nat. Acad. Sci. USA. 72, 2592 - 2596

2 Гурфинкель В С, Левин Ю.С Скелетная мыш-

Электромеханическая модель мышечного саркомера, выполненная на основе спиральных обмоток; справа — с ферромагнитными элементами.

ным то есть состоящим из наложенных друг на друга М-, ЭС-, ЭД-факторов (дискретность) и непрерывных, в течение действия каждого из факторов, состояний действующих элементов.

В рамках предложенной модели происходит стыковка биохимической специфики сократительных белков с механическим циклом актомиозинового мостика, в частности, объясняется, полученное в работах Трэнсема доказа

туре (рис 46), второе — движение в противоположную сторону, сопровождающееся отрывом мостика (двух) под действием ЭД-фактора в раскручивающейся спирали S2 (см. рис. 4в, 4г).

Роль коммутатора ЭС- и ЭД- цепей может выполнять с большой степенью вероятности катион магния, который является наилучшим кофактором неорганического происхождения, способствующим запуску целого ряда биохимиче

ТЕ X НИКА-МОЛ ОД ЕЖИ 5' 2 0 0 3

ца: структура и функция М : Наука. 1985 144 с.

3 Копылов И П Электромеханика и электробиология — что общего⁹ // Электротехника, 1990, №1, с. 73 - 76

4 Литвиненкс A.M. Электромеханические преобразователи на основе двойного спирально-про-странственного элемента // Электричество, 2001, №5 , с. 61 —66

5 Дещеревский В И. Математические модели мышечного сокращения М : Наука, 1997 160 с.

6