論文の概要: The arrangement of anisotropic spin couplings can optimize sensitivity of the cryptochrome radical pair to the direction of geomagnetic field
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18480v1
- Date: Tue, 10 Feb 2026 12:16:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-02 07:21:25.607193
- Title: The arrangement of anisotropic spin couplings can optimize sensitivity of the cryptochrome radical pair to the direction of geomagnetic field
- Title（参考訳）: 異方性スピンカップリングの配置は、電磁場方向へのクリプトクロムラジカル対の感度を最適化することができる
- Authors: Victor Bezchastnov, Tatiana Domratcheva,
- Abstract要約: 磁気方向検出のシャープさは、半径間電子スピンカップリングによって強く抑制されることを示す。
1つの特定の配置は、超微粒子カップリングの異方性によってのみ寄与されるものよりも、よりシャープな磁場方向感度を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Sensing of the geomagnetic field direction by many living organisms is commonly thought to involve radical pairs, such as those formed photochemically between the flavin and tryptophan radicals in the cryptochrome proteins. Previous theoretical studies have shown that strongly axial hyperfine couplings in the cryptochrome radicals greatly enhance the formation of a signaling state of the protein when the magnetic field is directed perpendicular to the hyperfine axis of either of the radicals. However, further analysis led to the conclusion that sharpness of detecting those magnetic directions is strongly suppressed by the inter-radical electron spin coupling. Here, we perform theoretical simulations of the compass function for a set of arrangements of the intra- and inter-radical spin couplings in the idealized cryptochrome radical pair, and find certain arrangements that preserve the sharpness in detecting the direction of the geomagnetic field. One particular arrangement, with the hyperfine axes of the radicals orthogonal to the symmetry axis of inter-radical coupling, provides even sharper field-direction sensitivity than that contributed solely by the anisotropy of the hyperfine coupling.
- Abstract（参考訳）: 多くの生物による地磁気方向のセンシングは、クリプトクロムタンパク質中のフラビンとトリプトファンラジカルの間で光化学的に形成されるようなラジカル対を包含すると考えられている。
これまでの理論的研究により、クレオクロームラジカルの強軸超微粒子結合は、磁場がどちらのラジカルの超微粒子軸に垂直に向いたときに、タンパク質のシグナル状態の形成を大幅に促進することが示されている。
しかし、さらなる分析により、これらの磁気方向を検出するシャープさは、ラジカル間電子スピンカップリングによって強く抑制されるという結論に至った。
ここでは, 理想化されたクリプトクロムラジカル対における半径内および半径間スピンカップリングの一連の配列に対するコンパス関数の理論シミュレーションを行い, 電磁界の方向を検出する際の鋭さを保った特定の配置を求める。
放射間カップリングの対称性軸に直交するラジカルの超微細軸を持つ1つの特別な配置は、超微細カップリングの異方性によってのみ寄与されるものよりも、よりシャープな磁場方向感度を与える。
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