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氢键系统中质子传递和蛋白质中能量传递的计算机模拟

于家峰  
【摘要】:本论文包括氢键系统中质子传递的计算机模拟和蛋白质中生物能量传递的计算机模拟。 我们首先以庞小峰教授提出的氢键系统质子传递新理论为基础,用四阶Runge-Kutta 方法和Matlab 语言数值模拟了在受到杂质、恒定外场、温度和阻尼等因素影响下在这个系统中的质子传递。模拟结果表明杂质、恒定外场和阻尼系数能够改变质子的传递速度,但质子仍能够稳定传递。温度对质子传递的影响较大,在190K 左右质子传递速度达到一个最大值,在210K 左右达到一个最小值,这与实验测出的结果完全符合。因此,我们的模拟结果证明庞小峰教授提出的新理论是完全正确的。 然后我们以庞小峰教授在蛋白质分子中提出的改进的生物能量传递模型为基础,利用用四阶Runge-Kutta 方法和Matlab 语言数值模拟了只含有一个量子的波函数和耦合系数χ_2=0 两种特殊情况下单通道和三通道蛋白质分子中的能量传递随温度的变化。在模拟过程中,我们综合考虑了结构无序性、温度、杂质及综合因素下的生物能量传递的情况。模拟结果表明,在这两种特殊情况下,在生理温度时生成的孤立子是不稳定的,它不能承担起能量传递的任务。但使用庞的新生物能量传递模型进行数值模拟时,在生理温度下这孤立子是非常稳定的,它能够承担起能量传递的任务。因此,我们的研究证明了庞的新生物能量传递模型是唯一正确的理论模型。


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