Монография, основанная на результатах оригинальных работ авторов. Изложены принципы построения и методы качественного исследования математических моделей, описывающих развитие биологических процессов во времени и в пространстве, возникновение структур, распространение волн в активной среде, явление синхронизации. Обсуждаются вопросы биологической информации и возникновения жизни, дифференциации тканей и морфогенеза, динамики реакции иммунной системы и ее взаимодействия со злокачественными образованьями, нарушений клеточного цикла и перерождение клетки. Процессы самоорганизации в биологических системах рассмотрены также в книге Д.С.Чернавского "Проблема происхождения жизни и мышления с точки зрения современной физики". УФН, т.170,N 2, с.157-183.
Рассмотрена простая распределенная модель гликолитической реакции (модель Селькова). Получены в зависимости от коэффициентов диффузии синхронные и асинхронные колебания в пространстве.
Рассматривается механизм функционирования гидролитических ферментов — молекулярных «ножниц» — на примере фермента α-химотрипсина (АХТ). На основе данных рентгеноструктурного анализа строится модель взаимодействия молекулы АХТ и ее субстрата. Рассчитывается константа скорости ферментативной реакции, определяющая химическую стадию реакции. Показывается возрастание скорости разрыва связи на порядок при учете случайных сближений иона О1 Ser195 АХТ и атакуемой им пептидной связи субстрата. Этот эффект возможен лишь при высокой добротности в степени свободы, ответственной за эти сближения. Поэтому исследуется вопрос о добротности колебаний атомных групп в водном окружении. Вода представляется моделью SP3. Показано, что в этом случае добротность достигает значений 10-450, т.е. колебания не являются передемпфированными, как это предсказывает теория Стокса, хотя оказывается меньшей, чем в случае представления молекул воды в виде аргоноподобных сфер.
Романовский Юрий Михайлович