Динамика электронной степени свободы

Как уже отмечалось ранее, процесс активации RyR-каналов напрямую зависит от концентрации Са²⁺ в cis-части и является результатом связывания ионов Са²⁺ с активационными центрами RyR-канала. Результаты экспериментальных исследований [106, 107] говорят о том, что переходы в открытое состояние наблюдаются при достаточно малом уровне Са²⁺ в cis-части (~0.1 мкM).

Электронная степень свободы, в отличие от конформационной, является дискретной и в ЭК-модели описывается как марковский процесс с двумя состояниями (0 и 1).

Описание электронных переходов в ЭК-модели строится на предположении, что они обусловлены взаимодействием Са²⁺ с активными центрами канала, а их интенсивность зависит от энергии ионов Са²⁺ и энергии канала в текущем конформационном состоянии.

По аналогии с теорией неупругого рассеяния предполагается, что взаимодействие Са²⁺ с активными центрами рассматривается как резонансное рассеяние. В связи с этим, такие переходы носят резонансный характер, причем вероятность перехода может быть аппроксимирована спектральной функцией Лоренца (формулой Брейта-Вигнера) [109]:

(2.8)

Где Е - энергия ионов, - энергия возбуждения (разность энергий двух ветвей конформационного потенциала), - полуширина резонансного пика, - амплитуда вероятности, зависящая от концентрации ионов в диадном пространстве.

Таким образом, описанные выше электронные переходы являются следствием взаимодействия активных центров канала с ионами Са²⁺, и их интенсивность зависит не только от концентрации данного субстрата, но и от энергии ионов Са²⁺, способных связываться с активными центрами.