التأثيرات الديناميكية في الكهروكيمياء البروتينات

أظهرت القياسات الكهروكيميائية لتحويل الإلكترونات من قطب كهربائي إلى بروتينات مُثبّتة عند طبقات واقية ذات سمك متنوع وجود نظامين مميزين: (i) انحلال أسي (نفق) لمعامل السرعة مع المسافة إلى القطب الكهربائي و(ii) منطقة هضبة حيث تكون السرعة مستقلة عن المسافة إلى القطب الكهربائي. تُعتبر التفاعل في منطقة الهضبة كتفاعل نقل إلكتروني تتحكم فيه الاحتكاك، حيث يكون معامل السرعة عكسيًا بالنسبة لوقت استرخاء الوسط. يتطلب ملاءمة المعدلات للنظريات المتبنية أوقات استرخاء للوسط تفوق بكثير التقديرات الشائعة وأوقات الاسترخاء التي تم الحصول عليها من محاكاة الكمبيوتر لديناميات تحوّل ستوك. هناك انفصال ملحوظ بين الملاحظات التجريبية والتوقعات النظرية. يتم حل هذه الصعوبة هنا من خلال السماح بديناميات مُبدّدة إضافية تتكون من تذبذبات منخفضة التردد للبروتين في إمكانية هارمونية ناعمة تُصف التفاعل بين البروتين والركيزة. تقوم حركات البروتين الترجمية بتعديل الاقتران الإلكتروني بين القطب الكهربائي والبروتين، مما يؤدي إلى ظهور مقياس زمني جديد، جنبًا إلى جنب مع وقت استرخاء تحوّل ستوك، في العامل السابق لمعامل السرعة. يوفر النموذج الجديد تفسيرًا متسقًا للبيانات التجريبية. يتم توسيع النطاق المتوقع لديناميات التحكم في الاحتكاك بشكل كبير، حيث إن وقت الاسترخاء الفعّال الذي يدخل العامل السابق لمعامل السرعة يكتسب اعتمادًا أسيًا على الإزاحة المتوسطة المربعة للبروتين. نظرًا لأن الإزاحة المتوسطة المربعة تتناسب مع درجة الحرارة، يحصل إنثالبي التفاعل على اعتماد كبير وغير تافه على درجة الحرارة. يتم التنبؤ بإمكانية الحصول على إنثالبي تفاعل سلبية.