АВТОВОЛНОВАЯ КОНДЕНСАЦИЯ В БЕЛКОВЫХ СРЕДАХ

Рапис Е. Г., Ботин А. С., Заикин А. Н., Буравцев В. Н.
Тель-Авивский Университет, Тель-Авив, Израиль; *Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино; **Институт химической физики РАН, Москва
Образование надмолекулярных структур, морфогенез в живой природе представляет собой важнейшие стадии развития, в управлении которыми участвуют как генетическая информация, так и явления самоорганизации в активных средах. Эти факторы, по-видимому, определяют характер белковых структур, возникающих в клетке в стадиях за синтезом белка. Удобным объектом для изучения процессов структурирования может служить белок, конденсирующийся на поверхности его раствора. В данной работе исследовались упорядоченные структуры, возникающие при высыхании белков различного происхождения (БСА, лизоцим, глюкозооксидаза и их смеси). При этом образуется "розетка высыхания", которая серией, закономерно (почти симметрично) расположенных трещин, делится на блоки. Под пленкой наблюдаются динамические образования типа "ведущий центр", спиральная волна, и др. Факторами, влияющими на симметрию структур, являются концентрация белка в растворе, его тип, и степень нативности. Физическая природа явления определяется пороговыми свойствами фазового перехода, метастабильностью переходов золь-гель или гель- твердое состояние белка и пленке. При наличии локальных источников возмущения типа "ведущий центр" или других, переход из одного состояния в другое представляет собой автоволновой процесс, подобный процессам в осцилляторе Буравцева (где наблюдаются волны поликристаллических перестроек) или в осцилляторе Белоусова. В известном диапазоне параметров и граничных условий наблюдаются различные виды автоволнового структурирования в системе. Такое многообразие динамических режимов системы обусловлено присутствием метастабильных состояний и кооперативным взаимодействием ее элементов. Приводятся примеры других физических, химических и биологических активных сред, в которых на ранних стадиях самоорганизации и формирования динамических структур происходит "разметка" пространства активной среды и образуются зоны (блоки).