Динамический низкотемпературный переход в неупорядоченных молекулярных средах и биосистемах

Взаимосвязь структурно-динамических свойств и физиологической активности биосистем является сейчас предметом интенсивных исследований. Недавно было установлено, что в системах c некристаллической структурой существуют интенсивные колебания атомов и молекул, которые являются гармоническими ниже температуры так называемого динамического перехода и становятся ангармоническими выше ее. Для биосистем температура перехода лежит в интервале 200–230 К. Известно, что динамический переход существенным образом влияет на физиологическую активность этих систем. Указанные колебания и динамический переход были зарегистрированы методами рассеяния нейтронов и мессбауровского поглощения. В настоящей статье описывается, как эти явления можно изучать с помощью недавно развитого метода эхо-детектируемого (ЭД) электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) спиновых зондов и меток. Данные ЭД ЭПР показывают, что колебания осуществляются молекулами как целыми. Причем они имеют коллективный характер и происходят внутри нанометрового кластера молекул, а само изменение характера движения выше температуры перехода связано с изменениями в наноструктуре вещества. Метод ЭД ЭПР обладает высокой чувствительностью к динамическому переходу. Его преимуществами являются также доступность эксперимента и возможность путем селективного мечения изучать движения в разных участках сложных супрамолекулярных структур. Описываются результаты исследования молекулярных стекол, модельных фосфолипидных мембран, живых клеток семян и пыльцы, реакционных центров бактериального фотосинтеза.

УДК 538.364 

Динамический низкотемпературный переход в неупорядоченных молекулярных средах и биосистемах