Физика и биофизика. Биофизика.
Лекция 1
Клементьев Константин Евгеньевич, к.б.н.
Доцент биологического факультета МГУ-ППИ
Научный сотрудник кафедры биофизики, биологического
факультета МГУ
Обо мне
Scopus Author ID: 57202770286
ORCID: 0000-0002-3443-2878
IstinaResearcherID (IRID): 8569591
ResearcherID: O-2433-2017
klementyevke@my.msu.ru
http://istina.msu.ru/profile/klementyevk/
https://www.researchgate.net/profile/Konstantin_Klementye
v
2
Курс «Физика и биофизика.
Биофизика»
48 академических часов
24 академических часов лекции
24 академических часов практические занятия (4
задачи)+Тест
Устный экзамен (реферат+обсуждение)
Литература:
1. Рубин А.Б. «Биофизика. Бакалавриат». 2016. ISBN:
978-5-406-04898-6. Кнорус Москва
2. Рубин А.Б.
Биофизика: в 3-х томах. Т.I.
Теоретическая биофизика. 2013. ISBN: 978-5-43440101-2, 978-5-4344-0102-9, 978 - 5- 4344-0103-6
3. Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.”
(2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
3
Зачем?
Альберт Эйнштейн (14 марта
1879 – 18 апреля 1955), лауреат
Нобелевской премии по физике
(1921)
E= mc2
4
Ранее в курсе
«Физика и биофизика. Физика»
5
Курс «Физика и биофизика.
Биофизика»
6
Результат
7
Биофизика
• Биофизика
(биологическая физика) —
это наука о физических и
физико-химических
механизмах
взаимодействий,
лежащих в основе
биологических процессов.
8
Биофизика
Interconnection between Metabolism and Cell Cycle in Cancer
Philippe Icard Ludovic Fournel Zherui Wu Marco AlifanoHubert Lincet
Published:January 14, 2019DOI:https://doi.org/10.1016/j.tibs.2018.12.007
9
Кинетика биологических
процессов
• Качественные методы
изучения динамических
моделей биологических
процессов
• Типы динамического
поведения биологических
систем
• Кинетика
ферментативных
процессов
• Процессы
самоорганизации в
распределенных
биологических системах
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1119-16025-0 John Wiley & Sons
10
Термодинамика биологических
процессов
• Термодинамика необратимых процессов
в биологических системах, близких к
равновесию (линейная термодинамика)
• Термодинамика систем, далеких от
равновесия (нелинейная
термодинамика)
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
11
Трехмерная организация
биополимеров
• Трехмерные структуры
полимерных молекул
• Различные типы
взаимодействий в
макромолекулах
• Энергия конформационных
изменений и трехмерная
структура биополимеров
«Клетку можно считать своего рода
заводом, содержащим сеть
взаимосвязанных конвейерных линий,
каждая из которых состоит из набора
больших белковых машин» Брюс
Альбертс
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
12
Динамические свойства
глобулярных белков
• Динамика белка
• Физические модели динамической
подвижности белков
«Клетку можно считать своего
рода заводом, содержащим сеть
взаимосвязанных
конвейерных
линий, каждая из которых состоит
из набора больших белковых
машин» Брюс Альбертс
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
13
Структурно-функциональная
организация биологических
мембран
• Структурно-функциональная
организация биологических
мембран
• Конформационные свойства
мембран
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
14
Транспорт веществ и
биоэлектрогенез
•
• Неэлектролитный транспорт
• Транспорт ионов. Ионные равновесия •
• Электродиффузионная теория переноса•
•
ионов через мембраны
Индуцированный перенос ионов
Перенос ионов в каналах
Перенос ионов в возбудимых мембранах
Активный перенос
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
15
Преобразование энергии в
биомембранах
• Перенос электронов и
преобразование
энергии в
биомембранах
• Физика мышечного
сокращения,
молекулярный
двигатель актинмиозин
• Биофизика процессов
внутриклеточной
передачи сигналов
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
16
Электронные свойства
биополимеров
• Основы квантового
описания молекул
• Механизмы переноса
заряда и миграции
энергии в
биомолекулярных
структурах
• Механизмы
ферментативного катализа
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
17
Первичные процессы
фотосинтеза
18
Первичные процессы в
биологических системах
• Фотоконверсия
бактериородопсина и
родопсина.
• Фотоконверсия
оранжевого
каротиноидного
белка
• Фоторегуляторные и
фотодеструктивные
процессы
19
©Rubin, Andrey B. “Compendium of Biophysics.” (2017). ISBN: 978-1-119-16025-0 John Wiley & Sons
Вопросы?
20
0
