Эффекты туннелирования

Наряду с электронными переходами и конформационной динамикой в ЭК-модели рассматривается возможность квантовых туннельных “не-франк-кондоновских” переходов через энергетический барьер между различными электронными состояниями с одинаковой энергией. Квантовое туннелирование часто определяют как низкотемпературный предел вероятности перехода через потенциальный барьер (рис. 2.9).

Строго говоря, конформационная координата Q может быть проквантована, и также как для колебания атомов в молекулах и кристаллических решетках, вместо классического вида конформационного потенциала можно перейти к дискретному спектру конформационных состояний (рис. 2.9). Однако, учитывая гигантскую массу RyR-канала можно считать эффекты квантования относительно несущественными и пользоваться классическим пределом.

При описании динамики RyR-канала в ЭК-модели рассматривается возможность квантовых туннельных переходов через энергетический барьер между различными электронными состояниями, энергии которых равны (рис. 2.10).

Как видно из рисунка 2.10 потенциальный барьер имеет почти треугольный вид. Для потенциального барьера вероятность туннелирования зависит от высоты и ширины барьера и подчиняется эффективному закону Гамова:

, (2.14)

где – ширина барьера, – высота энергетического барьера, – безразмерный параметр, определяющий неоднородность зависимости .

В данной работе под термином «туннелирование» понимается суперпозиция квантового эффекта резонансного туннелирования и классических переходов через энергетический барьер посредством термофлуктуаций [110].