Компьютерное моделирование структуры связанной воды

• Автор: Соловей, Алексей Борисович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы

Структура и функция жидкой воды в макромолекулярных клеточных ансамблях

Молекула воды

Значение термина структура, применяемого к жидкой воде

Экспериментальные методы исследования структуры воды

Водородные связи в жидкой воде

Расчет кластеров из небольшого числа молекул воды

Молекулярнодинамическое моделирование жидкой воды

Модели структуры жидкой воды

Модель Н.А. Бульснкова жидкой и связанной воды
Глава 2. Алгоритмы построения структур ЧЬциклов
в модели Н. А. Бульенкова
Метод моделирования
Общая характеристика структур ЧЬциклов.
Искажение структур
Алгоритмы модульного дизайна ЧЬциклов
Построение искаженных структур
Построение неискаженных структур
Построение спиралей
Построение комбинаторных структур
Алгоритм случайного присоединения димеров
Построение фрактальных ЧЬциклов
Распределения внутренних параметров во фрактальных структурах
Алгоритм диспирационного преобразования для построения ЧЬциклов Глава З.Комплементарность структур ЧЬциклов структурам моносахаридов Глава 4.Алгоритм редукции параметров ЧЬциклов. Построение Тциклов Глава 5.Радиальная функция юг воды и бифуркатная связь. Возможность
волн структурных перестроек в ЧЬцикле спираль ц
Интерпретация промежуточного максимума радиальной функции
Волны структурных перестроек в спирали ц
Заключение
Выводы
Благодарности
Список литературы


Выталкивание молекул воды приводит к быстрым конформационным флуктуациям структуры белка и, видимо, необходимо для формирования короткоживущих структур в процессе и после гидрофобного коллапса. Предполагается, что процесс фолдинга РНК подобен процессу фолдинга белка. Молекулы РНК также испытывают быстрый коллапс, после которого идет медленный поиск нативной структуры . Так же как и процессах фолдинга белков, фолдинг РНК сопровождается высвобождением большого числа молекул воды. Поскольку РНК не содержит в себе хорошо определяемого гидрофобного ядра, размер этой дегидратации должен быть меньше в пространственном отношении. Фолдшгг белков кооперативный процесс в большей степени, чем фолдинг РНК . Известно, что молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Содержание основных стабильных изотопов в пресной воде следующее молярный Н . Н20 0. Н2пО 0. Н0 0. В воде, приготовленной в лабораторных условиях с неизбежностью почти всегда присутствует некоторое количество растворенных газов и ионов. Длина связей и валентный угол молекулы воды с высокой степенью точности определены из колебательновращательных спектров. Ядра атомов в молекуле воды образуют равнобедренный треугольник с тупым углом при атоме кислорода Данные, приведенные ниже, относятся к равновесному состоянию молекулы гипотетическому состоянию, в котором молекула не колеблется и не вращается. Фиктивное состояние равновесия допустимо, поскольку средние значения молекулярных размеров незначительно зависят от колебательного и вращательного состояния молекулы. Рис. Молекула воды. Длина связи ОН, Я 0. Угол НОН 4. Дипольный момент, 1 6. Поляризуемость молекулы, а 1. Энергия ионизации, Е1ЮН1паН . Таблица 1. Значение термина струюура, применяемого к жидкой воде. Молекулы в кристалле осциллируют около средних положений, и позиции этих средних положений образует решетку, имеющую геометрический дальнодействующий порядок. Если обозначить среднюю частоту колебаний через 1тк, то характеристическое время тк можно рассматривать как средшШ период колебаний молекулы около ее среднего положения. Характеристическое время тк для льда приблизительно равно 2 ,3с. Молекулы в кристалле совершают кроме того, вращательные и трансляционные движения, которые, однако, осуществляются во времени со значительно меньшей частотой, чем осцилляции. Обозначим среднее время между двумя перемещениями через тп. Для льда1 И при 0С тЮ5 с. Тцтк. Из разделения тепловых движений на быстрые осцилляции и более медленные перемещения следует, что термин структура может иметь три различных значения применительно к описанию такого кристалла, как лед. Эти значения зависят от того, в каком временном интервале рассматривается исследуемый объект. Время экспозиции значительно меньшее тк позволяет зафиксировать молекулы в течение одного колебания. Изображения молекул будут относительно резкими, а кристаллическая решетка будет казаться несколько неупорядоченной вследствие того, что молекулы не обязательно будут находиться в положениях равновесия. Эта структура называется структурой. Время экспозиции, большое по сравнению с тк, но малое по сравнению с т, дает изображения молекул, расположенных в узлах регулярной решетки, поскольку каждая молекула совершает много колебаний за время экспозиции. Однако ориентации молекул не будут усредненными, поскольку время экспозиции меньше, чем тп. Такая структура называется колебательноусредненной или Уструктурой. Время экспозиции, большее, чем та, усреднит и ориентации молекул во времени. Такая структура называется диффузионноусредненной или Оструктурой. Существует точка зрения, состоящая в том, что можно представлять О структуру как усреднение по времени или по пространству различных Уструктур . Таким же образом можно ввести понятия I, V и О структур для жидкости воды. В ней так же, как и во льду, молекулярные движения могут быть разделены на быстрые осцилляции и болсс медленные диффузионные движения. Средний период осцилляций хк меньше, чем тж для льда.