Статистична модель скорочення м'язового волокна, що викликане колективними збудженнями екситонсолітонного типу α-спіралей молекул міозину
Ключові слова:
модель скорочення скелетного м'язу, міозин, неелектроні збудження αспіралі, екситон, солітон
Анотація
Побудована модель, яка показує, що скорочення волокна скелетного м'язу може бути пояснене збудженням α-спіральних ділянок молекул міозину. Згідно моделі, скорочення відбувається внаслідок колективних збуджень екситон-солітонного типу, які генеруються в αспіральних ділянках молекул міозину енергією гідролізу АТФ. Для розрахунку сили, яку виробляють окремі збуджені молекули міозину застосовані методи статистичної фізики. Сила, генерована усім саркомером, вважається сумою сил незалежних молекулярних моторів. В рамках моделі отримана залежність “сила, генерована м'язом – довжина волокна” для поодинокого скорочення, яка добре відтворює експериментальні результати. Модель дозволяє пояснити експериментальні факти, які не знаходять трактування в наявних моделях скорочення.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. Huxley A.F., Hanson J. Changes in the Cross-Striations of Muscle during Contraction and Stretch and their
Structural Interpretation . // Nature. – 1954. – Vol. 173. – P. 973-976.
2. Piazzesi G., Reconditi M., Linari M., Lucii L., Sun Y.-B., Narayanan T., Boesecke P., Lombardi V., Irving
M. Mechanism of force generation by myosin heads in skeletal muscle. // Nature. – 2002. – Vol. 415(6872).
– P.659-62.
3. T.A.J. Duke. Molecular model of muscle contraction. // Proc. Natl. Acad. USA. – 1999. – Vol. 96. – P.
2770-2775.
4. Pollack G.H. Muscle and Molecules: Uncovering the Principles of Biological Motion. Seattle: Ebner and
Sons, 1990.
5. E. Brunello, P. Bianco, G. Piazzesi, M. Linari, M. Reconditi, P. Panine, T. Narayanan, W.I. Helsby, M.
Irving, V. Lombardi. Structural changes in the myosin filament and cross-bridges during active force
development in single intact frog muscle fibres: stiffness and X-ray diffraction measurements. // J. Physiol.
– 2006. – Vol. 577. – P. 971-984.
6. Pollack G.H. The cross-bridge theory. // Physiol. Reviews. – 1983. – Vol. 63. – P. 1049-1113.
7. Мирошниченко Н.С., Шуба М.Ф. Молекулярная организация сократительного аппарата и механика
мышечного сокращения. // Успехи физиол. наук. – 1990. – Т. 21, № 3. – С. 3-19.
8. Давыдов А.С., Супрун А.Д. Конфигурационные изменения и оптические свойства альфа-спиральных
белковых молекул // Украинский физический журнал. – 1974. – Т. 19, №1. - С. 44 – 50.
9. .Давыдов А.С. Биология и квантовая механика: Монографія. – К., Наукова думка, 1979. – 296 с.
10. Давыдов А.С. Солитоны в квазиодномерных молекулярных структурах // Успехи физических наук. –
1982. – Т. 138, вып. 4(12). – С. 603-643.
11. Фізика функціонування білків: Навч. посіб. / Супрун А.Д., Данилова В.М., Прилуцький Ю.І.,Шут А.М.
– К.: Шлях, 2004, – 90 с.
12. Бэгшоу К. Мышечное сокращение / Пер. с англ. Н. Габеловой. – М.: Мир, 1985. – 128 с.
13. A.D. Suprun, Yu.I. Prylutskyy, A.M. Shut, M.S. Miroshnichenko. Towards a dynamical model of skeletal
muscle // Український фізичний журнал. – 2003. - т. 48, № 7. – С. 704 – 707.
14. Супрун А.Д., Шут А.М., Прилуцький Ю.І. Моделювання рівняння Хілла для скорочення волокна
скелетного м'яза // Український фізичний журнал. – 2007. – Т. 52, №10. - С. 998 – 1001.
Structural Interpretation . // Nature. – 1954. – Vol. 173. – P. 973-976.
2. Piazzesi G., Reconditi M., Linari M., Lucii L., Sun Y.-B., Narayanan T., Boesecke P., Lombardi V., Irving
M. Mechanism of force generation by myosin heads in skeletal muscle. // Nature. – 2002. – Vol. 415(6872).
– P.659-62.
3. T.A.J. Duke. Molecular model of muscle contraction. // Proc. Natl. Acad. USA. – 1999. – Vol. 96. – P.
2770-2775.
4. Pollack G.H. Muscle and Molecules: Uncovering the Principles of Biological Motion. Seattle: Ebner and
Sons, 1990.
5. E. Brunello, P. Bianco, G. Piazzesi, M. Linari, M. Reconditi, P. Panine, T. Narayanan, W.I. Helsby, M.
Irving, V. Lombardi. Structural changes in the myosin filament and cross-bridges during active force
development in single intact frog muscle fibres: stiffness and X-ray diffraction measurements. // J. Physiol.
– 2006. – Vol. 577. – P. 971-984.
6. Pollack G.H. The cross-bridge theory. // Physiol. Reviews. – 1983. – Vol. 63. – P. 1049-1113.
7. Мирошниченко Н.С., Шуба М.Ф. Молекулярная организация сократительного аппарата и механика
мышечного сокращения. // Успехи физиол. наук. – 1990. – Т. 21, № 3. – С. 3-19.
8. Давыдов А.С., Супрун А.Д. Конфигурационные изменения и оптические свойства альфа-спиральных
белковых молекул // Украинский физический журнал. – 1974. – Т. 19, №1. - С. 44 – 50.
9. .Давыдов А.С. Биология и квантовая механика: Монографія. – К., Наукова думка, 1979. – 296 с.
10. Давыдов А.С. Солитоны в квазиодномерных молекулярных структурах // Успехи физических наук. –
1982. – Т. 138, вып. 4(12). – С. 603-643.
11. Фізика функціонування білків: Навч. посіб. / Супрун А.Д., Данилова В.М., Прилуцький Ю.І.,Шут А.М.
– К.: Шлях, 2004, – 90 с.
12. Бэгшоу К. Мышечное сокращение / Пер. с англ. Н. Габеловой. – М.: Мир, 1985. – 128 с.
13. A.D. Suprun, Yu.I. Prylutskyy, A.M. Shut, M.S. Miroshnichenko. Towards a dynamical model of skeletal
muscle // Український фізичний журнал. – 2003. - т. 48, № 7. – С. 704 – 707.
14. Супрун А.Д., Шут А.М., Прилуцький Ю.І. Моделювання рівняння Хілла для скорочення волокна
скелетного м'яза // Український фізичний журнал. – 2007. – Т. 52, №10. - С. 998 – 1001.
Опубліковано
2008-06-03
Цитовано
Як цитувати
ShutА. М., Prylutskyy, Y. I., & Suprun, A. D. (2008). Статистична модель скорочення м’язового волокна, що викликане колективними збудженнями екситонсолітонного типу α-спіралей молекул міозину. Біофізичний вісник, 2(21), 68-74. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/16788
Розділ
Біофізика складних систем
Авторське право (c) 2008 Біофізичний вісник
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
