Временная организация бактериальной люминесценции Якимов А.С.

Общепринятое мнение Большое число бактерий (10 4 ) Интенсивность постоянная Не наблюдается временная организация

Но если посмотреть внимательнее… Малое число клеток (5 – 10 шт.) Детектор единичных квантов Биолюминесценция бактерий – ритмичный процесс

Временная организация Графики корреляционной функции ρ(τ) и спектральной плотности S(f) биолюминесцентного сигнала P. belozerskii (а, в) и свет от нити лампы накаливания (б, г) Сигнал в виде пакетов частотой 0,2 Гц Пакет состоит из импульсов 1 Гц За импульс выходит 10 3 фотонов Достаточно сложная временная организация!

Математическая модель Двухчастотный характер Два связанных биохимических автогенератора Модель Гастингса (Hastings, 1978) НО с поправками!

Кинетическая модель люминесцентной системы in vivo 1. Связь между макромолекулами через цитоплазматическую мембрану

Модель 2. Вместо ФМН Н 2 – хромофор, т.к. высокая скорость автоокисления. 3. Связь между молекулами люциферазы посредствам плотностных волн липидов в мембране.

Воздействие волн плотности на каталитическую активность люциферазы

Кинетическая модель в дифференциальной форме

Асимптотическое приближение по теореме Тихонова-Жаботинского

Параметрический портрет системы Область 1 – автоколебательный режим модели Пересечение области 2 и 3 (изменение внутриклеточной концентрации НАДН) – гистерезис свечения отдельной бактериальной клетки.

Вывод Представленная модель хорошо описывает высокочастотную составляющую сигнала бактерий