論文の概要: Dynamical Decoherence and Memory Effects in Green Fluorescent Proteins
by Dielectric Relaxation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.09408v1
- Date: Thu, 17 Nov 2022 08:35:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 07:00:08.248999
- Title: Dynamical Decoherence and Memory Effects in Green Fluorescent Proteins
by Dielectric Relaxation
- Title（参考訳）: 誘電緩和による緑色蛍光タンパク質の動的脱コヒーレンスと記憶効果
- Authors: Adam Burgess and Marian Florescu
- Abstract要約: 我々は, 独立系緑色蛍光タンパク質クロロフォアのレベルコヒーレンスと, ホモ二量体緑色蛍光タンパク質のエネルギー移動ダイナミクスを解析した。
異なるシステムアーキテクチャでは、環境の誘電緩和によって引き起こされる色調の力学において、いくつかの非常に顕著な特徴を同定する。
興味深いことに、緑色蛍光タンパク質の複雑な構造は、ホモ二量体系のコヒーレンスを保存するのによく適している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this article, we explore the dynamical decoherence of the chromophores
within a green fluorescent protein when coupled to a finite-temperature
dielectric environment. Such systems are of significant interest due to their
anomalously long coherence lifetimes compared to other biomolecules. We work
within the spin-boson model and employ the Hierarchical Equations of Motion
formalism which allows for the accounting of the full non-perturbative and
non-Markovian characteristics of the system dynamics. We analyse the level
coherence of independent green fluorescent protein chromophores and the energy
transfer dynamics in homo-dimer green fluorescent proteins, focusing on the
effect of dielectric relaxation on the timescales of these systems. Using the
Fluctuation-Dissipation theorem, we generate spectral densities from local
electric susceptibility generated from Poisson's equation and employ a Debye
dielectric model for the solvent environment. For different system
architectures, we identify a number of very striking features in the dynamics
of the chromophore induced by the dielectric relaxation of the environment,
resulting in strong memory effects that extend the coherence lifetime of the
system. Remarkably, the complex architecture of the green fluorescent protein,
which includes a cavity-like structure around the atomic system, is well suited
to preserving the coherences in the homo-dimer system. The system dynamics
generate a dynamical correlation between the coherent energy transfer between
its sub-systems and the entropy production, which can lead to transient
reductions in entropy, a unique feature of the non-Markovian nature of the
system-environment interaction.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 常温誘電体環境に結合した場合の緑色蛍光タンパク質中の色素の動的脱コヒーレンスについて検討する。
このようなシステムは、他の生体分子と比較して異常に長いコヒーレンス寿命を持つため、非常に興味深い。
我々はスピンボーソンモデルの中で働き、系の力学の非摂動的および非マルコフ的特性の計算を可能にする運動形式論の階層方程式を用いる。
独立系緑色蛍光タンパククロフォアのレベルコヒーレンスとホモ二量体緑色蛍光タンパクのエネルギー移動ダイナミクスを解析し,これらの系における誘電緩和の効果に着目した。
ゆらぎ-散逸定理を用いて、ポアソン方程式から生じる局所電気感受性からスペクトル密度を生成し、溶媒環境にデバイ誘電体モデルを用いる。
異なるシステムアーキテクチャの場合、環境の誘電緩和によって引き起こされるクロモフォアのダイナミクスにおいて、非常に印象的な特徴がいくつか見出され、結果としてシステムのコヒーレンス寿命を延ばす強い記憶効果をもたらす。
驚くべきことに、緑色蛍光タンパク質の複雑な構造は、原子系の周りに空洞のような構造を持ち、ホモ二量体系のコヒーレンスを保存するのに適している。
系の力学は、そのサブシステム間のコヒーレントエネルギー移動とエントロピー生成の間に動的相関関係を生じさせ、システム-環境相互作用の非マルコフ的な性質のユニークな特徴であるエントロピーの過渡的減少につながる。
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