Динамические проблемы формирования уникальной пространственной структуры биополимеров

Доклад состоит из двух частей.
Первая часть является продолжением моего прошлогоднего доклада на семинаре, в котором рассматривался принцип минимума скорости диссипации энергии для конформационных движений макромолекулы в вязкой среде. Этот принцип проверялся численными экспериментами по сворачиванию модельных и полипептидных молекулярный цепей с образованием вторичной структуры и простейших фолдов.
В первой части доклада будет дан общий вывод принципа минимума скорости диссипации энергии (МСДЭ) для движения системы взаимодействующих материальных точек в вязкой среде в случае линейного по скорости трения. Обсуждается также связь этого принципа с аналогичными принципами минимума диссипации энергии (Онзагер) и минимума скорости производства энтропии (Пригожин) в слабо неравновесной термодинамике. Приводятся примеры влияния принципа МСДЭ на формирование коллективных конформационных степеней свободы при структурных перестройках биополимеров в вязкой среде.
Во второй части доклада обсуждается структура многомерной поверхности потенциальной энергии (или энергетических ландшафтов) для макромолекул с конформационными степенями свободы (т.е. поворотами вокруг химических связей). Строение таких энергетических ландшафтов является ключевым фактором для понимания физических основ формирования структуры и динамики биополимеров. Особый интерес представляют свойства энергетических ландшафтов для биополимеров, формирующих уникальные (строго определенные) пространственные структуры. Проводится идея изучения аналитической структуры этих ландшафтов с использованием топологии носителя (гипертора) многомерной потенциальной поверхности. Обсуждаются альтернативные подходы к заданию силовых полей в молекулярной динамике макромолекул.