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Enregistrement W1968512735 · doi:10.1139/v01-199

2000 John C. Polanyi Award LectureMother Nature and the molecular Big Bang

2002· article· en· W1968512735 sur OpenAlexvenueno aff
RJ Dwayne Miller

Notice bibliographique

RevueCanadian Journal of Chemistry · 2002
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueProtein Structure and Dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésContext (archaeology)Degrees of freedom (physics and chemistry)ChemistryMaxima and minimaDissipative systemMesoscopic physicsStatistical physicsChemical physicsBiomoleculeRelaxation (psychology)Biological systemComputational chemistryPhysicsQuantum mechanics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Biological molecules are mesoscopic systems that bridge the quantum and classical worlds. At the single molecule level, there are often more than 1 × 10 4 degrees of freedom that are involved in protein-mediated processes. These molecules are sufficiently large that the bath coordinate convolved to the reaction at an active site is defined by the surrounding protein tertiary structure. In this context, the very interatomic forces that determine the active protein structures create a strongly associated system. Thus, the bath fluctuations leading to reactive crossings involve highly hindered motions within a myriad of local minima that would act to cast the reaction dynamics into the high viscosity limit appropriate to glasses. However, the time scales observed for biological events are orders of magnitude too fast to meet this anticipated categorization. In this context, the apparent deterministic nature of biological processes represents an enormous challenge to our understanding of chemical processes. Somehow Nature has discovered a molecular scaffolding that enables minute amounts of energy to be efficiently channeled to perform biological functions without becoming entrapped in local minima. Clearly, energy derived from chemical processes is highly directed in biological systems. To understand this problem, we must first understand how energy is redistributed among the different degrees of freedom and fully characterize the protein relaxation processes along representative reaction coordinates in relation to these dissipative processes. This paper discusses the development of new nonlinear spectroscopic methods that have enabled interferometric sensitivity to protein motions on femtosecond time scales appropriate to the very fastest motions (i.e., bond breaking or the molecular "Big Bang") out to the slowest relaxation steps. This work has led to the Collective Mode Coupling Model as an explanation of the required reduced dimensionality in biological systems. Within this model, the largest coupling coefficients of the reaction coordinate are to the damped inertial collective modes of the protein defined by the strongly correlated secondary structures. These modes act to guide the reaction along the correct seam(s) in an otherwise highly complex potential energy surface. The mechanism by which biological molecules have been able to harness chemical energy over meso-length scales represents the first step towards higher levels of organization. The new insight afforded by the collective mode mechanism may prove important in understanding this larger issue of scaling in biological systems.Key words: biodynamics, energy transduction, ultrafast spectroscopy, nonlinear spectroscopy, primary processes in biology.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,461
Score d'incertitude au seuil0,390

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,003
Tête enseignante GPT0,177
Écart entre enseignants0,174 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations31
Publié2002
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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