14. В.А.Твердислов "Хиральность и иерархия струкутр в биомакромолекулах. Молекулярные машины"
28 октября состоялось 14-ое заседание междисциплинарного научного семинара «МЕХАНИКА: эксперимент, моделирование, приложения» Доклад "Хиральность и иерархия структур в биомакромолекулах. Молекулярные машины" сделал В.А. Твердислов, д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой биофизики физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова Аннотация Главный биологический признак земных форм жизни – живая клетка, главный физический признак всего живого– молекулярная машина. В докладе представлены материалы о принципах и механизмах совершения «полезной работы» (выполнения биологической функции) биологическими машинами. Молекулярная машина есть иерархическое устройство, циклически сопрягающее преобразование формы энергии, необходимое для совершения полезной работы, и череду преобразований симметрии в конструктивных элементах («рабочем теле»), составляющих «выделенные (квази)механическими степенями свободы» при самосборке и переключающих их при функционировании. Сформулирована и обоснована концепция, согласно которой, физической основой молекулярной биологии и молекулярных машин является периодическая система связанных симметрическими соотношениями знакопеременных хиральных структур во внутри- и надмолекулярных иерархиях структур важнейших классов биомакромолекул. Выявлена общая закономерность: начиная с уровня асимметричного углерода в дезоксирибозе и аминокислотах, прослежена тенденция чередования знака хиральности внутримолекулярных структурных уровней D-L-D-L для ДНК и L-D-L-D для белков. Проявлениями хиральности выступают также спиральность и суперспиральность структур. Составленное этими иерархиями ядро молекулярной биологии составляет ахиральный инвариант, а сами эти структуры реализуют выделенные механические степени свободы. Молекулярные машины являются иерархически организованными динамическими хиральными конструкциями. Литература 1. Твердислов В.А., Малышко Е.В. О закономерностях спонтанного формирования структурных иерархий в хиральных системах неживой и живой природы // Успехи физических наук. — 2019. — Т. 189, № 4. — С. 375–385. 2. Tverdislov V.A., Malyshko E.V. Chiral dualism as an instrument of hierarchical structure formation in molecular biology // Symmetry. — 2020. — Vol. 12, no. 4. — P. 587. 3. Малышко Е.В., Муртазина А.Р., Твердислов В.А. Хиральность как физическая основа иерархической периодизации структур биомакромолекул // Биофизика. — 2020. — Т. 65, № 2. — С. 213–218. 4. Твердислов В.А., Малышко Е.В., Ильченко С.А. От автоволновых механизмов самоорганизации к молекулярным машинам // Известия Российской академии наук. Серия физическая. — 2015. — Т. 79, № 3. — С. 1728–1732. 5. Шноль С.Э., Чернавский, Д.С., Хургин Ю.И. Молекула белка-фермента как механическая система // В сб. Колебательные процессы в биол. и хим. системах. – М.:Наука, 1967.– с. 42-50. 6. Blumenfeld L.A., Tikhonov A.N. Biophysical thermodynamics of intracellular processes: molecular machines of the living cell. – New York: Springer-Verlag, 1994. –P.177. 7. Чернавский Д.С., Чернавская Н.М. Белок - машина. Биологические макромолекулярные конструкции. – М.: Янус-К, 1999. – 256 с. : ил. 8. Sidorova A.E., Malyshko E.V., Lutsenko A.O., Shpigun D.K., Bagrova O.E. Protein helical structures: Defining handedness and localization features // Symmetry. — 2021. — Vol. 13, no. 5. — P. 879–879.
