|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Динамика необратимого испарения водно-белковой капли и проблема структурно-динамических экспериментов с единичными молекуламистатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Информация о цитировании статьи получена из
Scopus
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 4 декабря 2016 г.
- Авторы: Шайтан К.В., Армеев Г.А., Шайтан А.К.
- Журнал: Биофизика
- Том: 61
- Номер: 2
- Год издания: 2016
- Издательство: ФГБУ "Издательство "Наука"
- Местоположение издательства: Москва
- Первая страница: 213
- Последняя страница: 221
- Аннотация: Обсуждается влияние изотермического и адиабатического испарения воды на состояние водно-белковой капли. Рассматриваемая проблема возникает в связи с разработкой различных подходов для структурно-динамических экспериментов с единичными молекулами с использованием рентгеновских лазеров (XFEL), в которых доставка объекта в область рентгеновского пучка происходит с использованием инжектора микрокапель с временем подлета, лежащем в микросекундном диапазоне. В статье развит вариант метода молекулярной динамики для полноатомного моделирования процесса необратимого изотермического испарения. В экспериментах in silico определены параметры изотермического испарения водно-белковой капли, содержащей ионы натрия и хлора в концентрации порядка 0,3М при различных температурах. Определенная из численных экспериментов энергия необратимого испарения на начальных стадиях процесса практически совпадает с удельной теплотой испарения воды. Для кинетики необратимого адиабатического испарения получено точное аналитическое решение задачи в пределе высокой тепловодности капли (или до размера капли ~100A). Это решение содержит параметры, которые определяются из экспериментов in silico по изотермическому испарению капли. Показано, что кинетика адиабатического испарения и охлаждения капли масштабируется по размеру капли. Проведенные оценки скорости заморозки водно-белковой структуры при адиабатичком испарении в вакуумной камере показывают, что для исследования конформационных перестроек в единичных молекулах требуется использование дополнительных приемов по стабилизации температуры в ядре капли, содержащей белок. Использование изотермических или квазиизотермических условий более подходит для изучения структурных перестроек при функционировании объекта. Однако в этом случае необходимо принимать во внимание эффекты дегидратации и резкого увеличения ионной силы водной микросреды, окружающей белок.Ключевые cлова: молекуляpная динамика, иcпаpение капли, водно-белковые cиcтемы, экcпеpименты c единичными молекулами, pентгеновcкие лазеpы на cвободныx электpонаx (XFEL).
- Добавил в систему: Шайтан Константин Вольдемарович
Прикрепленные файлы
| № | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
|---|---|---|---|---|---|
| 1. | Полный текст | вариант на русском | kaplya-shaytan.pdf | 1,2 МБ | 3 марта 2016 [ShaitanKV] |