[Mat07] BME Matematika Modellalkotas Szeminarium

[Gergely Madi-Nagy]

MEGHIVO

A BME Matematikai Intezet (Osszintezeti)
Matematikai Modellalkotas Szeminariumra

Eloado:
Lente Gábor (Debreceni Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék)

Cim:
A biológiai kiralitás eredetének sztochasztikus kinetikai modelljei

Kivonat:
Az élő szervezetben jelentős szerepet játszó molekulák túlnyomó
többsége (pl. az aminosavak, fehérjék, szénhidrátok és nukleinsavak)
királis, vagyis nem azonos saját tükörképével. Habár a tükörképi párok
(enantiomerek) energiája minden eddigi kísérleti tapasztalat szerint
pontosan egyforma, az élő természetben mégis csak egyikük található
meg elterjedten. Ezt jelenséget nevezik biológiai kiralitásnak, s
kialakulásnak értelmezése a jelenség felfedezése óta foglalkoztatja a
tudósok széles körét.

            Az elmúlt évtizedben meglepő kísérleti példákat találtak
abszolút aszimmetrikus kémiai reakciókra,1-2 vagyis olyan
folyamatokra, amelyekben egy királis termék egyik enantiomerjének
jelentős feleslege keletkezik kiralitást nem mutató kiindulási
anyagból aszimmetrikus külső hatások nélkül. Az ilyen reakciókban a
végállapotban feleslegbe kerülő kísérletről kísérletre enantiomer
véletlenszerűen változik.

            Az ilyen típusú kísérleti tapasztalatok értelmezése nem
lehetséges a hagyományos, determinisztikus megközelítést használó
kémiai termodinamika és reakciókinetika eszközeivel, mert ezekben a
kiindulási állapot egyértelműen meghatározza a végállapotot is. A
jelenség modellezése a sztochasztikus kinetika eszköztárával
lehetséges, amelynek használata a determinisztikus megközelítéssel
összevetve jóval mélyebb matematikai és hátteret igényel.3 Az elmúlt
években sztochasztikus kinetikai modellek használatával jelentős
előrelépést sikerült elérni az abszolút aszimmetrikus reakciók, s ezen
keresztül a biológiai kiralitás kialakulásának értelmezésében.4-6 Az
előadás bemutatja a modellek felépítését és belőlük levonható, a
kísérleti tapasztalatokkal közvetlenül összevethető következtetéseket.


1. Asakura, K.; Ikumo, A.; Kurihara, K.; Osanai, S.; Kondepudi, D.K.
J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2689-2694.

2. Soai, K.; Sato, I.; Shibata, T.; Komiya, S.; Hayashi, M.; Matsueda,
Y.; Imamura, H.; Hayase, T.; Morioka, H.; Tabira, H.; Yamamoto, J.;
Kowata, Y. Tetrahedron: Asymm. 2003, 14, 185-188.

3. Érdi, P.; Tóth, J. Mathematical Models of Chemical Reactions;
Manchester University Press: Manchester, U.K., 1989.

4. Lente, G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 11058.

5. Lente, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 6134.

6. Lente, G. Symmetry 2010, 2, 767.
(http://www.mdpi.com/journal/symmetry/, open access)

Idopont:  szept. 28.. kedd 16:15
Helye: BME, K épület alagsor 66.
Honlap: http://www.math.bme.hu/~gnagy/mmsz/mmsz.htm