論文の概要: Magnetoreception in cryptochrome enabled by one-dimensional radical motion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.12117v1
• Date: Mon, 20 Mar 2023 13:25:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 16:24:01.862945
• Title: Magnetoreception in cryptochrome enabled by one-dimensional radical motion
• Title（参考訳）: 1次元ラジカル運動によるクリプトクロームの磁気受容
• Authors: Jessica L. Ramsay and Daniel R. Kattnig
• Abstract要約: 一般的な仮説は、タンパク質のクリプトクロム中の一対のラジカルの磁気感受性再結合反応に対する磁気受容を仮定している。 そこで我々は、内部運動を許容するラジカル対が磁気感度を高めることができるかどうかを解明した。 以上の結果から, 強いEED結合下では, ラジカル対に絡み合う動的環境の重要性が強調された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A popular hypothesis ascribes magnetoreception to a magnetosensitive recombination reaction of a pair of radicals in the protein cryptochrome. Many theoretical studies of this model have ignored inter-radical interactions, particularly the electron-electron dipolar coupling (EED), which have a detrimental effect on the magnetosensitivity. Here, we set out to elucidate if a radical pair allowed to undergo internal motion can yield enhanced magneto-sensitivity. Our model considers the effects of diffusive motion of one radical partner along a one-dimensional reaction coordinate. Such dynamics could in principle be realized either via actual diffusion of a mobile radical through a protein channel, or via bound radical pairs subjected to protein structural rearrangements and fluctuations. We demonstrate that the suppressive effect of the EED interactions can be alleviated in these scenarios as a result of the quantum Zeno effect and intermittent reduction of the EED coupling during the radical's diffusive excursions. Our results highlight the importance of the dynamic environment entwined with the radical pair and ensuing magnetosensitivity under strong EED coupling, where it had not previously been anticipated, and demonstrate that a triplet-born radical pair can develop superior sensitivity over a singlet-born one.
• Abstract（参考訳）: 一般的な仮説は、タンパク質クリプトクロム中の一対のラジカルの磁気感受性再結合反応による磁気受容である。 このモデルに関する多くの理論的研究は、特に電子-電子双極子カップリング(eed)が磁気感度に悪影響を及ぼすことを無視している。 ここでは,内部運動を許容するラジカル対が磁気感度を増大させるかどうかを解明する。 本モデルは, 1次元反応座標に沿った1つのラジカルパートナーの拡散運動の影響を考察する。 このような動力学は、タンパク質チャネルを介して移動性ラジカルが実際に拡散するか、タンパク質の構造再構成と揺らぎを受ける結合したラジカル対を通して実現することができる。 本研究では、これらのシナリオにおいて、ラジカルの拡散に伴う量子ゼノ効果とEEDカップリングの断続的減少により、EED相互作用の抑制効果が緩和できることを実証する。 以上の結果から, 従来期待されていなかった強いEED結合下では, ラジカル対に絡み合った動的環境の重要性が強調され, 三重項のラジカル対が単項のより優れた感度を発現できることが示唆された。

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