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).