Ученые нашли способ усилить магнитный компас природы
Команда исследователей под руководством Ясухиро Кобори из Университета Кобе вместе с коллегами из университетов Тoho, Сайтама, Нагойского технологического института и Фрайбургского университета обнаружила потенциальный молекулярный механизм, который может усилить реакцию магнитного компаса в криптохроме — чувствительном к синему свету белке, связанном с магниторецепцией. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
Используя спектроскопию электронного парамагнитного резонанса с разрешением во времени, команда выявила структурные перестройки в светоиндуцированных промежуточных состояниях и вклад хирально-индуцированной спиновой селективности (CISS). Анализ показывает, что хиральное вращение остатка триптофана может влиять на спиновую поляризацию электронов и усиливать направленную зависимость последующих химических реакций.
Результаты опубликованы в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters.
Исследователи изучали криптохром-DASH шпорцевой лягушки Xenopus laevis с помощью время-разрешенного ЭПР после импульсного лазерного возбуждения при температурах от −153 °C до −33 °C. Квантово-механические симуляции включали CISS, обменное взаимодействие, дипольное взаимодействие и сверхтонкие взаимодействия.
Спектры подтвердили структурную перестройку, включающую хиральное вращение окисленного триптофана WB(H)•+ во втором состоянии с разделенными зарядами, с оценочным вкладом CISS 8%. Для более дальнего состояния FAD•−···WC(H)•+ вклад не превышал 6%. Расчеты предсказывают, что включение 6% CISS увеличивает анизотропию сигнального состояния с примерно 0,3% до 1,6%.
Это теоретическое предсказание, основанное на спектроскопическом анализе, а не прямое доказательство магнитной навигации у живых животных. Результаты связывают локальное конформационное движение с квантовой спиновой динамикой и предполагают путь, по которому тонкое движение белка может усилить чувствительность к магнитному полю.
