О МЕХАНИЗМЕ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭНЕРГИИ В АКТО-МИОЗИНОВОМ КОМПЛЕКСЕ (АМК) В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ "БЕЛОК-МАШИНА"

Чернавский Д. С., Чижов И. В., Чернавская Н. М.
ФИАН им. А.Н.Лебедева, Москва *Max-Planck-Institut fur Physiologie, Dortmund, Germany **МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва
В рамках 3-G модели [Geeves et al., 1984] проведен анализ процесса трансформации энергии гидролиза АТФ в механическую работу в актомиозиновом комплексе (АМК) на каждой из стадий этого процесса. При этом учтены основные положения концепции "Белок-Машина" [Чернавский и др., 1967, 1987, 1999]: i) На каждой стадии работает одна (и только одна) выделенная степень свободы (ВСС), которая обеспечивает целенаправленный транспорт (и/или трансформацию) энергии (это свойство входит в определение конструкции типа машины). ii) Наблюдаемые энергии связывания , где: Ksi - константа связывания, i - номер стадии) меньше максимально возможных энергий связывания , где: f ij - энергия связывания j-той контактной группы, n - число контактов. Их разность запасается в белке в форме напряженной конформации и используется затем целесообразно. iii) Энергия гидролиза АТФ преобразуется в энергию Fex, которая лишь через несколько стадий обеспечивает относительное перемещение актина и миозина. Проведен количественный анализ различных форм энергии. Показано, что непосредственным источником энергии движения является энергия связывания компонентов АМК, хотя в балансе энергий источником, разумеется, является гидролиз АТФ. При этом находит объяснение тот, казалось бы парадоксальный, факт, что гидролиз АТФ происходит на стадии, когда мостиковый белок S1 не связан с актином и не может обеспечивать перемещение в АМК. Построена механическая модель, демонстрирующая взаимное преобразование энергий и, как результат, перемещение актина относительно миозина.