Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Феноменологическое исследование "макроскопических" флюктуаций в физических и биологических системах

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Феноменологическое исследование "макроскопических" флюктуаций в физических и биологических системах"

п о ид

1 2 О ШОП 1993

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОФИЗИКИ

На правах рукописи

КОЛОКБЕТ Велврий Александрович

ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ "МАКРОСКОПИЧЕСКИХ" ФЛЮКТУАИИЯ В ФИЗИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степэни кзнхидзта физико-математических наук

Пушино 1993

Работа выполнена в Институте теоретической и экспериментальной биофизик* РАИ.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор С. Э. Шнолъ

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Г. Н. Саркисов

кандидат физико-математических наук Б. М. Владимирский

Ведуиая организация - Институт химической физики РАН

Защита диссертации состоится 15 РИМА. 1993 г. в /4 часов на заседании специализированного совета Л -200.22.01 Института теоретической и экспериментально! биофизики РАН по адресу: 142292 Московская область, г. Пушино, ИТЭБ РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИТЭБ РАН.

Автореферат разослан " /5*" ЫЮИЛ^ 1993 г.

Ученый секретарь специализированного советь

кандидат биологических наук П. А. Нелипович

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Явление "макроскопические флюктуации" (НФ) было описано 35 лет назад С.Э.Шнолем, а затем исследовано в ряле работ, ток числе с участиен автора диссертации [1-27]. МФ - феномен, относящийся к области измерения биохимических и физико-химических параметров. В работах, посвященных изучению этого явления, показано, что в сериях стереотипных биохинических и физико-химических измерений наблюдается нетривиальный разброс результатов: реализуются выделенные, дискретные значения измеряемых величин.

Актуальность темы. Диссертационная работа посвяшена поиску эмпирических закономерностей в получаеных экспериментальных данных и исследованию возможностей физической интерпретации этих закономерностей. Поскольку в процессе исследования Н* накоплено значительное количество экспериментальных данных, требующих всестороннего анализа, задача поиска количественных эмпирических закономерностей я установления связей между ними. яыляется первоочередной задачей. Выяснение механизма МФ может привести к улучшению точности разляч-ких биохимических и физико-химических измерений.

Цель работы состоит в количественном исследовании феномена МФ, выявлении его инвариантных характеристик, поиске физической интерпретации найденных особенностей и изучении возможности приложения полученных результатов в науке и практике.

Кгтолы. По ходу диссертационной работы шети разработаны нетоды автоматизации проведения серий изнеренкй (мониторинга) бкохпмичес-ких и фнзико-хинических процессов. Создана« варианты установок испытаны п лабораторных условия* на протяжений кноггх лет, результаты измерений введепы в банк данных. Кроме того, использовались различные варианты статистического анализа временных рядов и осо-бьнностей распределений как литературных, так к собственных экспериментальных данных.

Научная новизна. Впервые удалось показать на количественном уровне, что, действительно, в стереотипных процессах .«знчречия за-вэдомо накпоскоттаческкх параметров как в , биглогжческях, так я во многих чисто физических системах наблюдаются в принципе очень сходные НФ, характеризующиеся дискретными распределениями типичной фермы. Изучение различных сторон МФ пргэе.-о к выводу об их фундаментальном происхождении. В ходе этого исследования разработана феноменологическая теория, которая может способствовать выяснению природы наблюдаемых флюктуаиий. Полученные данные послужили, в частности, основанием для приказания на феноменологическом уровни, Я и р "Напори""!!! " Л И Г|фПТ НП,*Т« ''И«>КТра НЭСС

белков.

Практическая ценность дзссертационной работы обусловлена возможностью применения полученных в неб результатов как в практических приложениях, так и в дальнейших теоретических исследованиях широкого спектра затронутых тек. Разработанные автоматические установки могут использоваться для контроля технологических процессов в промышленности; данные, полученные при исследованиях МФ в физических системах, следует учитывать в метрологическом обеспечении различных работ. Ряд принципиально новых вопросов, сформулированных в физической части диссертации, также ножет инеть практический интерес.

Апробация работы. Материалы диссертация представлялись на 1 Всесоюзной биофизическом съезде (Москва, 1982), На Всесоюзных симпозиумах "Космофкзические флюктуации в физических/ химических и биологических системах" (Пушино, 1983 я 1990), на семинаре в нейтринной лаборатории ФИАН, на нейтринном сенинаре Института атомной энергии им. И.В.Курчатова, на Международном конгрессе по солнечно-земным связям (Амстердам, 1989), на 12 Международном конгрессе по биометеорологии (Вена, 1990).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 27 работ.

структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, заключения и списка литературы. Объем диссертации -страняц, включая ЗД рисунков и ^ таблиц. Список литературы содержат 109 названий.

11. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность текы и кратко пояснено название диссертации.

Глава 1 - Обзор литературы представляет собой сжатое изложение истории возникновения и развития исследования феномена НФ.

Около 35 лет току назад при измерении АТФ-азной активности в равных последовательно отбираемых порциях раствора актомаозяна был обнаружен "разброс результатов" измерений, не объяснихый методическими причинами. Аналогичное явление наблюдалось при измерении титра БН-групп актива, миозина, актомиозина. Объяснять наблюдавшийся разброс результатов проявлением "сложнопериодичеснах" кинетических процессов не удалось - разброс результатов одинаковых последовательных измерений, не уменьшался при длительном хранении препаратов, не зависел от тенлературы и на имел явной периодичности. К 1980 году стало ясно, что "конфоркациокные колебания", "макроскопические флюктуации" - обшее свойство всех исследованных белков-ферментов.

Уже в опытах 1955-1957 гг. было замечено, что в исследованных препаратах белков актомиозинового комплекса рвалкзувтся не все величины ферментативной активности, соответствующие области разброса результатов игмерёний. Некоторые величины оказывались более вероятными, чем другие, некоторые вообше не наблвдались. Создавалось впечатление, что в ходе флюктуации весь препарат переходит из одного дискретного состояния в другое, что есть "запрещенные" значения величины ферментативной активности и титра SH-групп. Все это имело вид "макроскопического квантования". Основанием для того, чтобы не считать указанную дискретность формы гистограммы лишь результатом "игры случая", было сходство их формы в последователькьгх опытах на одном и ток же и даже на различных препаратах, а также специальный статистический анализ, проведенный в ряде работ (С.Э. Школь, 1971; Н. В. Удальцова, 1989; Н.Б.Бодрова, 1990; П.С.Иванов, 1992).

В опытах 1976-1980 гг. в растворах самых разнообразных ферментов (пируватккназы, гексокпназы, ацгтелхолинэстеразы, щелочной фосфатазы, трипсина, лактатдегндрогеназы) наблюдались МФ с дискретными гистограммами характерной формы. Форма гистограмм в близких по времени опытах на разных белках (например, на гексокиназе и ■феатинкиназе) оказывалась сходной. После предварительной денатурации белков резко уменьшался "разброс результатов" - амплитуда НФ становилась равной чисто методической ошибке: 1-2%.

В 1979 - 1980 гг. были обнаружены типичные МФ в беэбелковых водных растворах при измерении скорости реакция аскорбииовой кислоты (АК) с дихлорфенолиндофенолом (ДХФИФ).

Аналогичные дискретные гистограммы былк получэны при измерениях процессов различной природы: электрофоротической подвижности клеток клк частиц латекса, временя попоречной релаксации протонов воды Т2, периода разрядов в RC-генераторе с неонсвоЕ лампой , радиоактивного распада, изменений спектральной чувствительности глаза. Всюду вместо нормальных гладких распределений получались дискретные гистограммы характерной фермы. Все это привело к выводу, что МФ - "макроскопическое квантование" - является физическим феноменом весьна общего характера. Ясно, что этот вывод требовал тщательного анализа и дополнительных подтверждений, а такие поиска оснований для физической интерпретации.

В Главе 2, - Автоматизация установок для мониторинга скоростей хмнхчееккх реакций и физических процессов - иэлэзена работа автора по автоматизации эксперимента, предназначенного сля выявления МФ в биологических и чкето Физических систеках. Здесь приведено описа-

ЛТФ-аза актомиозина Опыт 29.05.1962

70

60

50

ЛТФ-аза актомиозина Опит 18.12.1957

* *

2 1 -

25

20

15

1 —

60

50

40

Креатинкиназа Опыт 17.08.1979

**

***** * * * * ** ** **

*т*зг * * * *

* ***

Ркс.1. В результатах измерений скоростей разных биохимических реакций, (выполненых в разное вреня разными экспериментаторами с использованием разных методик) наблюдаются крупноамплитудные переходы между дискретными уровняй*• Сопоставление этих уровней приводит к предположению о сунествозаияи■едипзй свстеки эквидистантна дискретных уровней. По оси абсцисс - граня (интервал между последовательными измерениями около 1 мин.), по оси ординат - скорость реакции в условных сданизах.

*

*

*

*

*

* *

**

**

*

V.

5-

3-

2-

1-

17.08.79

15.06-11.07.79

I I 1 I II I I I I I I I I I I I

~~' 1^-23.08.79

_''1111111

15.06-23.08.1979 5500 измерений в £И-61 серии *

М яка)

N

Рис.2. Пять эквидистантных дискретных уровней средней скорости ферментативной (креатинкнназной) реакции в опытах, выполненных на одной установке с одним и тем же препаратом белш. Каждая точка опытов 13.6.-11.7.1979г. на левом рисунке представляет собой среднее по 2 или. 3 сериям по .100 измерений каждая, точка опытов 1323.08.1979г. - среднее по 50 измерениям.

Слева - изменение во времени (от опыта к опыту) средней скорости реакции; по оси абсцисс - даты проведения сэрсЯ измерений, по оси ординат - средняя скорость реакции в условных единицах. Стрелкой показан переход со второго уровня на первый, наблюдавшийся в опыте 17.08.1979г. (сн. рис.1).

Справа - дискретный спектр (сглаженная гистограмма) средних скоростей реакции. Видна аномальная заселенность уровня номер 4.

ЧУ.

1,1+1

2/3-

1/3-

Линия склейка двух частей рисунка

* | к * Т

То П

*

б..

Рис.3, а. - Связь среднеквадратичной амплитуды флюктуаций (<гХ) скорости креатинкиназной реакции с величиной отклонения средней (по данному опыту) скорости реакции от дискретного уровня в серия опытов 15.6 -11.7.1979г.; аномальная область, заключенная между значениями амплитуд 5.8-7.8Х, удалена; в результате проявилась монотонная зависимость (возможно, с особенностями на 1/3 ■ на 2/3 расстояния между дискретными уровнями).

б.-Эффект на о*меченной анональной зоне в опытах с отбором проб из объема раствора фермента, окруженного стальным экраном; в аномальной зоне видна четкая антикорреляция амплитуд контрольной, и опытной (с экраном) серий измерений. Резкость перехода при 7.8Х - свидетельство возможного существования в спектре амплитуд М* узких пиков

кие двух экспериментальных установок на базе микрокомпьютера БК-0010, по ряду характеристик оказавшегося удобным для задач мониторинга. Эти установки представлены к использованию в Международной сети мониторинга коскофизических флпктуаиий в процессах разной природы.

Глава 3 - Дискретные ("макроскопические") флюктуации - посвящена анализу экспериментальных данных, полученных в большой серии биохимических опытов; цель анализа - выявление инвариантных характеристик М4>.

В итоге была найдена систена взаимосвязанных количественных характеристик НФ. В частности,, было показано^ что в течение длительного хранения рассматриваемого препарата креатинкхназы наблюдалось дискретное ("квантованное") изменение средней скорости реакции -явное тяготение результатов измерений к некоторым эквидистантно расположенным значениям (рис.1 и 2). Оказалось также, что амплитуда флюктуаций функционально связана с величиной отклонения средней скорости от дискретного уровня. Форма найденной зависимости и ряд других данных указывали на дискретность значений среднеквадратичных амплитуд НФ (ркс.З). оказалось, что более удобных для рассмотрения является спектр величин О - дисперсий НФ (квадратов амплитуд) ; он аппроксимируется простой формулой

О » О + и х О , ш о

где Ът в 0.0009 - квадрат методической ошибки, близкой к 32 от среднего значения измеряемой скорости реакции, л~ - целое число из диапазона 1 - =30, ¿>о - константа, равная 0.00064(1); число в круглых скобках - ошибка последнего знака.

Полученную формулу (дисперсия равна сукне дисперсий) кожно рассматривать как основание для утвержденкя, что НФ представляют собой суперпозицию независимых случайных процессов, каждый из которых вносит в итоговую дисперсию вклад равный Х>о-

Замечательной особенностью спектра дисперсиЯ является то, что

некоторые пякг, в частности, пики, соотэптствугяцяе значениям п,

2

равным 4, 9, 16, 25 (то есть, п-к , ¿-1-4), выражены существенно

ярче- других. Отсюда можно заключить, что суперпозиция этих

"элементарных процессов макрофлюктуаций" быгает "случайнофазной"

2

(когда Г> = Г> + л у В ), "синфазной" (когда О •* О + л х о ) и т _ о я о

"комбинированной" (когда часть процессов "синфазна", часть "случайнофазна"). Моделирование этого алгоритма, действительно, приводит к спектру дисперсий сходному с экспериментальным.

Найденная величина 00 является игионой инпяриаитной характеристикой феномена НФ.

Глава 4 - Помех физических основ "макроскопических" флюктуация. Результаты главы 3 определяют требования к физической теории накрофлюктуаций: в теория должны появляться дискретные эквидистантные (то есть квантованные) состояния измеряемых величин и их дисперсий, безразмерной характеристикой этих состояний должна быть константа 1>о. Это естественным образон приводят к попытке выразить константу О0 через квантовые физические константы.

Оказалось, что найденная безразмерная константа макроскопических флюктуаций £>0 может быть численно довольно точно выражена замечательно простым образом через безразмервую_коястаяту квантовой электродинамики а :

в . а2.99(1>/2 ваЗ/2 ° 1/2

Известно, что величина ф--а. ' является амплитудой вероятности

процесса взахнодействяя, в частности, фотона и электрона; этот

процесс лежит 'в фундаменте подавляющего большинства происходящих

вокруг нас явлений. В результате перехода от анплитуд вероятностей

2 2 /2

к вероятностям возникает величина -и (ж целые степени а). Величина 1>0 таким образом оказывается кубом пся-функции, а "элементаршй процесс" ИФ приобретает черты фундаментального физического явления. Описание дискретных состояний посредством выражений, близких по физическому смыслу к кубу ^-функций не является чем-то абсолютно новым. В частности, оно было получено Гейзенбер-гон в его нелинейной теории, нацеленной главным образом на вычисление спектра масс элементарных частиц. Отсюда можно предположить, что "элементарный процесс" ИФ представляет собой проявление некоторого электромагнитного возбуждения,- электромагнитной квазичастицы. В пользу этого предположения свидетельствует то, что, как нам • удалось показать (си. также РеЪгевси Б., РеЬгваси V. 1980), безразмерные массы ш /в элементарных частиц "х" (р- протон, р- кюон,

-1

е- электрон, и- нуклон) полностью аналогичны величине О .

-1 -3/2 -1

Сопоставление величин О -а и в /в , то есть, величин а и

2/3

(тх/те) привело к следующим результатам:

1.Усредненные по изотопическим мультиплетам безразмерные "мас-2/3

сы" (тх/пе) элементарнее частиц проявляют достоверную тенденцию

к целочисленноста. Эта тенденция заметно ослабевает с ростом массы

частицы. Расщепление в кзотопжческае мультиплеты также ослабляет

тенденцию кивлочислвнности.

2/3 -1

2. Величины (в /и ) я а , а также соответствующие безраз-

-1 -1

мерные константы аМвак'"' ' вва^якиа' Д"" других фундамен-

тальных полей, является элементам« одного множества (а*1); это, в

2/3

частности, означает близость фкг. «чегиого смысла величин (в /в )

Я а

3. Получены соответствующие каждому из фундаментальных взаимодействий преобразования над элементами множества {а-1}. Например, исходя из определения гравитационной "постоянной тонкой структуры"

2 — _ 3 /2

<,дгаи™СЛ,пх'11С' Л0ГК0' заменив т^ на ше«х ' и используя факт произвольности га , получить соответствующее "гравитационное" отобра--1-1

жоние {а ) в {а х), то есть, преобразование этого- множества. Интересно, что неподвижная точка этого отображения совпадает с.массой Великого объединения - характерной массой; возникающей в современных теориях, синтезирующих три остальных фундаментальных взаимодействия - слабое, сильное и электромагнитное. Реально существующие объекты расположены на последовательностях, инвариантных относительно найденных преобразований и их комбинаций. Все эти последовательности, по-видимому, пересекаются в точке тг/а, то есть, все константы « * (и, значит, кассы га^) могут оказаться изображениями величины ж/а.

.1/2 х

соответствует определенная фаза; в частности, электромагнитной константе (и только ей) соответствует фаза и, то есть, константа а является действительным числом, в то время как все остальные известные ах - комплексными. Может оказаться, что, именно это обстоятельство делает величину а»1/137 особым элементом множества {<*х).

3/2

Итак, величина 0о> а действительно возникает в области фундаментальной физики как характеристика некоторого "элементарного" объекта. Конкретный механизм проявления этого объекта на макроскопическом уровне в виде "элементарного процесса" пока не ясен. Ряд высказанных ранее гипотез о возможной природе. МФ отпадает после рассмотрения Мф, наблюдаемых в чисто физических систенах.

Глава 5 - Дискретные ("макроскопические") флюктуации в физических системах. Из сказанного выше ясно, что МФ в биохимических системах - это только частное и слабое отражение того многообразия явлений, которое обусловлено физикой, затронутой в гл.4. Поскольку в гл.Э рассматривались НФ - аномалии в экспериментальных результатах, а в гл.4 основными понятиями были массы и безразмерные константы взаимодействий, естественно в гл.5 провести поиск "макроскопических" флюктуаций в результатах измерений иненно масс и безразмерных констант взаимодействий.

Для этого были рассмотрены результаты измерений масс элементарных частиц. Оказалось, что такие макрофлюктуации действительно существуют : в погреаностях измерений масс элементарных частиц наблюдаются лчгкрптны" урчрми и п«ч<1Х"лм "кжлг нчмн, параметром этих

переходов являются величины кратные 1>о. Однако в отличие от результата гл.Э КФ касс элементарных частиц проявляются в характерном для касс масштабе "степень 2/3": спектр дисперсий интерферирующие "элементарных процессов" в этом случае появляется после возведения величин относительных погрешностей измерений масс в указанную степень.

Аналогичная картина наблюдается для масс макроскопических тел -результаты измерений проявляют тенденцию располагаться на системе дискретных уровней, переходы между ними после возведения в степень 2/3 приводят к той же величине Х>0-

Существование "макроскопических", флюктуаций касс означает, что

реально существующая масса проявляется не в виде единственного

(истинного) значения, а в виде серии конкурирующих изображений -

спектра - и в зависимости от способа наблюдения .чаше проявляется

то или иное состояние спектра. Инвариантной характеристикой НФ яв-3/2

ляется величина а .

Зная установленную в гл.4 связь между кассами и константами взаимодействий, можно раечктать систему уровней МФ для результатов

-1 1

137.0420-

137.0400—

137.0380-

137.0360-

---------2а

-т 137.0429

3/2

-----137.0440 ---

-------1а

137.0377

0373

3/2

I».

137.0388—

0а

3/2

---- 137.0360-5--

1Е50

1955

1960

1965 ^

Рис.4. "Макроскопические" фллктуации в результатах измерения величины фундаментальной константы а. Приведенные значения а - рекомендованные группой СООАТ& в разные годы для широкого использования; онн получены в результате проводимой время от времени процедуры согласования экспериментальных значений мировых констант, полученных в разных лабораториях. Оба крупноанплктудных перехода точно совпадают со значениями, вычисленными на основе вывода о су-шествовании ИФ безразмерных констант пппинолействий..

измерений постоянной тонкой структуры. Поиск вычисленных состояний

в экспериментальном материале полностью подтвердил то, что было

получено при расчете (рис.4). Экспериментальные значения наблюдае-3/2

кых переходов "2а " .3/2. . . „„3/2.

"1а3/2" (137.0429 - 137.0377

0.0052) и

"1а""" . "О«-"'" (137.0388 - 137.0360 - 0.0028) в точности совпадают с расчетными значениями 0.0052 и 0.0028. Это позволяет заключить, что, действительно, и НФ безразмерных констант взаимодействий и найденная связь этих констант с массами го действительно

>, х

существуют.

Равноправие констант а* позволяет ожидать существования не

3/2

только "обычных" НФ, отвечавших С -а , но я "обобщенных" НФ, от-3/2

вечающих °хша х • И, действительно,- такие флюктуации существуют; оказывается, например, что в результатах измерений кассы протона проявляются "протонные" флюктуация (а ^яКО), си. рис.5.

т(Кэв) Р —

938.28-

938.24-

938.20-

----------------I _ _0а'

З/2 0а3/2

{----I

1960

1965

1970

--1а'

-2а'

3/2

1а'

3/2

3/2

2а

3/2

1975

1980

Рис.5. Наряду с НФ, характеризующимися константой а=1/137, существуют НФ, соответствующие всем другим а^. В частности, существуют "протонные" НФ (врв1/150) - это видно из рассмотрения рекомендованных в разные годы значений массы протона - экспериментальные переходы совпадают с расчетными. Для сравнения приведены уровня для ая1/137.

Таким' образом, в чисто физических системах наблюдаются "макроскопические" флюктуации, в главных чертах совпадающие с рассмотренными в гл.З флюктуациями в биологических системах. Некоторые особенности этих флюктуаций показывают справедливость основных результатов гл.4. Все это означает, что фактический материал, изложенный в главах 3, 4 и 5, обладает отчетливым единством.

.Iм - 100

* * **

* , * V' 1 •

хг/2 2^/2 3^/2 ! 4З/2 ^3/2

100 200

м/^

300 тыс. дальтон

N

0 .

Тн - зо

* * ; *

50

100

6.

М/М,

тыс.дальтон

Бис.6. а. Сглаженное распределение масс белков. Величины М - результаты изнерений касс белков - проявляют тенденцию приникать

3/2

диыфетные значения, близхие к М^ к, кроме того, к Мд - п М ; (М1 в 28000 дальтон, п - 1, 2, 3, .... б. Сглаженное распределение масс ферментов-нонокеров. В этом случае также наблюдается пик при М1; кроме того, существует пик при 4М1 (ср. рис.7).

4*

*

Глава б - "Макроскопические" флюктуации в биохимии. Наблюдаемые в измерениях различных величин дискретные состояния должны проявляться и в естественных ситуациях - при соударениях молекул и т.п. - это тоже своеобразные процессы измерения. По-видимому, должны быть явления, основанные на существовании дискретных спектров МФ. Одно из этих явлений - крупномасштабная дискретность спектра насс белков - описано в гл.6 диссертационной работы (рис.6).

В простейшем случае МФ означают переход на одну величину £>о<-для произвольной массы М это означает смещение среднего значения

9/4

на 7-2Нха . Величина V зависит, от М линейно: для М-те V составляет величину порядка десяти эв (что мояет приводить к дополнительным погрешностям при измерениях' массы электронного нейтрино); для макроскопических масс V имеет уже макроскопическое значение. Между этики значениями М существует область масс, для которых V имеет порядок кассы элементарной частицы особенный инте-

рес представляет вопрос о ток, канону значению М отвечает V равное

-3/2

гаеа (а^ равно доминирующему в нашем мире значению а). Определенная таким образом масса Н > ^ » 28000 дальтон попадает в область насс легких белков, что дает возможность провести проверку особенности этой- массы, изучив распределение насс белков.

Рис.7. Сглаженная гистограмма 34-х отношений насс субъединиц, составляющих белки-ликеры. Вертикальные пунктирные линии соответствуют состояниям, связанным преобра-,2/3

зованием Ж: ш ■ 2 ш;

означает двукратное применение преобразования I*, Г3-трехкратное (рис.бб)

Оказывается, что массы белков проявляют достоверную тенденцию принимать значения, близкие к закономерно расположенным дискретным значениям Мп, описываекын формулой

Мп = п3/2М1, где п - 1, 2, 3, ... и М^ = 28000 О.

То есть, не только значение Н^ является выделенным: оказалось также, что в характерном яля «леш нн'-штлП» "стпипнь Й/1" спектр

Г N ■> 34 Г2

** ** *

± **** 4 *

мз/м3

касс белков образует серию равномерно расположенных пкков. Эта особенность может быть результатом эволюционной адаптации белков к существованию М или "вторичной" погрешностью измерений, основанной на связи масс Мп с макрофлюктуециями.

Интересные дискретные особенности, получающие интерпретацию в рамках развитых в гл.4 представлений, имеет и распределение отношений величин масс белковых субьедяниц в димерах (Рис.7). Эту же интепретацию получает соотношение масс двух пиков распределения касс белков - монокеров (рис.бб). Все три наблюдаемых соотношения описываются одним из найденных в гл.4 преобразований - т.н. безмасштаб12лн преобразованием 7.

111. ВЫВОДЫ

1. Показано, что "макроскопические" флюктуации-в биохимических измерениях представляют собой лишь один из примеров аналогичных флюктуаций в измерениях различных физических величин. "Макроскопические" флюктуации обнаружены в результатах изнерений касс микро-х накрообъектов и некоторых фундаментальные физических констант.

2. Обнаружена возможность разложения "макроскопических" флюктуаций на совокупность "элементарных" процессов; исследована их физическая сущность на основе проявившейся tochoS аналогии "элементарных" процессов с некоторыми явлениями фундаментальной физики.

3. Найдена крупномасштабная дискретность спектра масс белков: экспериментальные значения масс белков проявляют тенденцию иметь значения, близкяе к серии закономерно расположенных дискретных значений Мп, описываемых формулой

11 - П3^^, гдэ п - 1, 2, 3, ... и « 28000 D.

Изложенный материал не исчерпывает полученных результатов. Ряд чисто физических закономерностей к гипотез не включен в диссертацию; некоторые из нкх приведены с [15, 25] и в работах, подготовлены* к публикации.

IV. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАНИЯ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Колонбет В.Д., Брицина Т. Я. , Иванова Н. П., Шноль с. Э. Спектр макроскопических флюктуаций ферментативной активности креатинкина-зы. - Биофизика, 1980, 25, вып. 2, с. 213-217.

2. Шноль С. Э. , Иванова Н. П. , Брицина Т. Я. , Колонбет В. А. . Зависимость спектров макроскопических флюктуаций ферментативной активности креатинкиназы от рК раствора белка. Биофизика, 25, 1980, с.218 3 Shnol' S.E., Kolomhet. V.A. M3r>tn;»-'-pj~ fluctuation* and stati.3-

tic spectral analyais of the states of aqueous protein solutions, in: Sov. Sci. Rev. Sect. D, Biol. Rev., v.l, p.399 - 445, Bd. OPA, N.X., 1980.

4. Шноль С. Э. , Коломбет В. А. , Иванова Н. П. , Брицина Т.Я.. Макроскопические флюктуации - общее свойство водных растворов различных белков и других веществ. Биофизика, .25, i960, с.409 - 416.

5. Колокбет В.А. 0 возможности представления масс эленентарных частиц я атомных ядер системой целых чисел. Препринт, Пущино,. ОНТИ НЦВИ АН СССР, 1981.

6. Коломбет В.А. Об аномальных значениях "масс" эленентарных частиц. Препринт, Пущино, ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1981.

7. Шноль С.Э., Коломбет В. А. Макроскопические флюктуации в водных растворах различных веществ. Яоп. выпуск тезисов докладов на XIV Юбилейном заседании совета уполномоченных стран - участниц соглашения СЭВ я СФРЮ по проблеме "Исследования в областя биологической физики", • Пущино, 1931.

8. Перевертун Т. В. , Удальцова Н. В. , Коломбет В. А. . Иванова Н. П.. Брицина Т. Я. , Шноль С. Э. Макроскопические флюктуации в водных растворах различных вешеств как возножное следствие коеногеофизичес-ких факторов. - Биофизика, 26. вып. 4, 1981. с. 604-614.

9. Шноль С. э. , Коломбет В. А. , Удальцова Н.В., Перевертун Т. В., Агулова Л.П.. "Коснофизические флюктуации" скоростей химических и биологических реакций. Тезисы докладов 1-го Всесоюзного биофизического съезда. Москва, 3-8 Авг., 1982, ОНТИ НЦБИ АН СССР, Пущино, 1982, с.119 - 120.

10. Коломбет В.А. Универсальный способ представления масс через малый параметр квантовой электродинамики. Леп. ВИНИТИ от 14. 12. 1983г. , Ш6758-83.

11. Коломбет В.А.Феноменологическое построение рекурсивного варианта единой теории. Деп. ВИНИТИ от 13. 07. 1984г. , Ш5074-84.

12. Шноль С. Э. , Намиот В. А. , Хохлов Н. Б. , Шарапов М. П. , Удальцова Н. В., Дансхий А. С., Сунгуров А.Ю. , Коломбет В. А. , Кулевацкай Д. П. , Теннов .А. В. , Креславская Н. Б. , Агулова Л. П. . Дискретные спектры амплитуд (гистограммы) макроскопических флюктуаций в процессах различной природы, препринт, Пущино, ОНТИ НЦБИ, 1985.

13. Коломбет В.А., Шноль С. Э. О существовании дискретных состояний в результатах измерений масс,-постоянной тонкой структуры и других физических величин. Попытка феноменологической интерпретации наблюдаемой универсальной дискретности. Деп ВИНИТИ, Ш4458-85.

14. Коломбет В.А.. 0 возможном строения спектра масс элементарных частиц в окрестности массы ипсилпи-мезонп ПШШТН. No. 4457-85

Леп. , от 24. 06. 1985. --

15. Коломбет В.А.. Попытка феноменологического синтеза спектра масс и спектра безразмерных констант взаимодействий. Крупноамплитудные дискретные флюктуации результатов метрологических и биохимических измерений. ВИНИТИ, Ш. 2388-86 Деп. , от 03.04. 1986, 135 с.

16. Кояомбет В.А.. О возможной существовании системы особенных значений масс белков. Биофизика, т. XXXI, вып. 3. 1985, с. 420-429.

17. Shnol' S.E., Namiot V.A., Khokhlov N.B., Sharapov M.P., . Udal-tzova N.V.,' Danaky A.S., Sungurov A.iu., Kolombet V.A., Kulevatsky D.P., Temnov A.V., Kreslavskaya N.V., Agulova I,.P. Discrete amplitude spectra (histograms) of macroscopic fluctuations in processes of different nature. Preprint, OKTI NCBI, Pusiichino, 1966.

18. Удальцова H. В. . Коломбет В.A., Шноль С.Э.. Возможная коскофк-зическая природа макроскопических флюктуаций в процессах различной природы. ОНТИ Ш1ЕИ АН СССР, пущино, 1987, 96 с.

19. Шноль С.Э., Удальцова Н.В. , Бодрова Н.Б., Коломбет В.А. Дискретные макроскопические флюктуации в различных процессах, Биофизика, том 34, вып. 4 , 1989, с.711-722.

20. Kolombet V.A.. Macroscopic fluctuations as fundamental physical phenomenon., in : Pros. I Int. Cong. "Geo - Cosaiic Relations", P0D0C, Amsterdam, 1990, p.360.

21 Udaltsova .H.V., Koiumbet V.A., Shnol' S.E. Possible gravitational nature of factor influencing discrete macroscopic fluctuations., in : Proc. 1 Int. Cong. "Geo - Cosmic Relations", РГООС, Amsterdam, 1990, 174-180.

22. Колонбэт В. A., Шбстклкротз В. К. f Данский А. С. Автоматическая система для мониторинга скорости а-расяада. - В сб. "Описание научных принципов новых приборов и нетоды кх применения". ОНТИ- ШЬ'К АН СССР, Пувико, 1990, C.20-2B.

23. Данский А.С., ИесгникроЕ В.Н., Колокбет 3. А. . Автоматическая система для мониторинга скорости химической реакцан. - В сб. "Описание научных принципов новых приборов и методы их прккекэния". ОНТИ НЦБИ АН СССР, Пунино, 1990, С.26-35.

24 Kolombet V.A. , Chnol' S.E.. Global network of automatic devices for asonitoring fluctuative bicmeteorological proccsseo. Iu: 12th International Cogress of Biometeorology, Wienna, Austria, August 26 - September 3, 1990; Abstract Volume, eds.: D. Driscoll, b. Leith, A. Machalek, 1S90, p. 227.

25. Колонбет В.Д.. Макроскопические флюктуации, массы частиц и дискретное пространство-время. Биофизика, т.XXXVI, 19S2, с.492-489

26. Шноль С.Э., Удальцова 11. В.. Коломбет В.А., Наниот В. А. , Бодро-

ва Н.В.. О закономерностях в дискретных распределениях результатов измерений (космофизические аспекты). Биофизика. т. 37. вып. 3, 1992, с. 467-488.

27. С. Э. Шноль, Н. В. Удальиова, Коломбет В. А., Н.Б.Бодрова. Дискретные "космофизические" флюктуации в процессах разной природы. В сборнике п/ред. К.В. Красногорской "Современные проблемы изучения и сохранения биосферы". Том 1*, "Свойства биосферы и ее внешние связи", 1992, стр. 226-236.