Эффекты самоорганизации в системе взаимодействующих ионных каналов клеточных мембран

Abstract

В работе проведено теоретическое исследование кооперативных эффектов взаимодействия ионных каналов клеточных мембран. На основе известной модели бистабильности одиночного канала изучены пространственные структуры, образуемые на поверхности мембраны каналами, находящимися в различных функциональных состояниях. Продемонстрирована принципиальная возможность управления состоянием системы каналов посредством изменения значений управляющих параметров; при этом в качестве контрольных параметров выбираются те, которые могут быть фиксированы в реальном эксперименте.

Досліджено модель взаємодіючих іонних каналів, що базується на уявленні про дві підсистеми різного масштабу: «великої» (мембрани в цілому) та «малої» (одиничний канал). Описано ефекти самоорганізації подібної системи. Вивчено простірні структури, що виникають на поверхні мембрани внаслідок «дифузійної» взаємодії окремих каналів (останні є бістабільними функціональними елементами системи). Продемонстровано принципову можливість управління простірними структурами клітинної мембрани.

The model of the interacting ionic channel based on the idea of two different scale subsystems (membrane as a whole and single channel) has been investigated. The cooperative effects described for such a system are presented. Spatial structures, emerging on themembrane surface due to «diffusion» interaction between single channels regarded as bystable functional elements of the whole system, were investigated. The possibility of control over the spatial structures of a cellular membrane was demonstrated.