ФИЗИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ПЕРВИЧНОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ БИОМОЛЕКУЛАМИ

Жадин М. Н.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Выведены и решены уравнения теплового движения иона в макромолекуле под действием внутримолекулярного потенциального поля и внешних магнитных постоянного и переменного поля, прилагаемых порознь или вместе, и подвергающегося тепловому воздействию со стороны окружающих его атомов макромолекулы. Анализ решения показал, что комбинированное действие магнитных полей приводит к возникновению множества новых резонансных частот в ионном движении по сравнению с одной исходной собственной частотой иона до предъявления полей. Выполнены оценки величины коэффициента демпфирования ионных колебаний во внутренних участках макромолекулы, защищенных от проникновения частиц и молекул внешней среды, давшие величину порядка
102,5 рад/с., что слишком много для возникновения параметрического резонанса, но достаточно мало для развития указанных выше резонансных явлений. Выполненные оценки показали, что при циклотронной частоте переменного поля перестройка с исходной собственной резонансной частоты на новые, обусловленные действием магнитных полей, может привести к кратковременным повышениям тепловой энергии иона, вполне достаточным для изменения конформационного состояния макромолекулы, что и может послужить запуском первичного детектирования магнитных полей, в частности, для иона кальция в кальцийсвязывающем белке. Развивающиеся механизмы особенно эффективны при циклотронной частоте комбинированного воздействия полей, но могут обеспечить и детектирование постоянного или переменного магнитного поля, действующего изолированно. Описываемая теория объясняет возникновение известных "частотных" и "амплитудных окон", характерных для биологического действия магнитных полей. Изученные нами механизмы не имеют ничего общего с ранее предлагавшимися механизмами ионного циклотронного резонанса (Liboff, 1985) и ионного параметрического резонанса (Леднев, 1991, 1996; Blanchard and Blackman, 1994).