反応平衡における熱揺動の生理学的役割(ナノバイオダイナミクス,研究会報告)

Abstract

生物学で用いられる定量的方法は、一般的にはほぼ熱力学と反応速度諭に限られ、平衡した反応には、共に適用されている。しかし、これらの物理的基礎はもともと異なっており、従って対象とする巨視的状態の定義にも差がある。二つの巨視的状態の間のポテンシャル障壁がkT程度以下の場合、二状態は反応速度論では分離して取り扱えるが、熱力学では特殊な場合を除いて分離できない。そのような低いポテンシャル障壁は、タンパク質のDNA上の1次元的拡散で実際に観測されており、DNA上の高親和性部位の親和性は、局所構造だけでなくDNA長にも依存するという効果が生じ得る。この効果は数種のタンパク質で観測されており、反応速度論でしか解析できず、熱力学は無力である。