Русская версия English version   
Том 21   Выпуск 1   Год 2026
Латеральный транспорт протонов вдоль тонких слоев воды на поверхности биомембран

Каданцев В.Н., Гольцов А.Н.

МИРЭА – Российский технологический университет, Москва, Россия 
 
Аннотация. Одно из современных направлений в клеточной биоэнергетике – это исследования молекулярных механизмов эффективного переноса протонов в белках и поверхностных протонпроводящих структурах в биологических мембранах. В данной работе разработана математическая модель молекулярного механизма направленного транспорта протонов вдоль липидных мембран. Рассмотрено движения протонов в квазиодномерных латеральных доменных структурах в многокомпонентных липидных мембранах, которые, как предполагается, играют роль протонпроводящих поверхностных структур. В работе предложена модель тройной системы, включающей подсистему цепочек водородных связей поверхностных молекул воды, взаимодействующих с подсистемами полярных групп и углеводородных цепей липидных молекул. Показано, что в рассмотренной тройной системе могут возникать коллективные возбуждения солитонного типа, приводящие к латеральному транспорту протонов, сопровождающемуся движением солитонов, которые представляет собой локальные области сжатия в подсистеме полярных групп липидов и структурные дефекты в подсистеме углеводородных цепей липидных молекул мембраны. Результаты моделирования показали, что латеральный перенос протонов в этой связанной системе не зависит от электрического поля вдоль мембраны и может определяться упругими полями деформации и кривизной мембраны, создаваемых белками и ионными каналами, встроенными в биомембраны.
 
Ключевые слова: латеральный протонный транспорт, протонпроводящие структуры, липидные мембраны, доменные структуры, коллективная динамика, солитоны
Содержание Оригинальная статья
Каданцев В.Н., Гольцов А.Н. Латеральный транспорт протонов вдоль тонких слоев воды на поверхности биомембран. Математическая биология и биоинформатика. 2026;21(1):200-219. doi: 10.17537/2026.21.200
(опубликована на рус. яз.)

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2026