2. Построение на додекаэдре системы из 20 элементов

 

Прежде чем строить модель с использованием боковых цепей аминокислот, был построен ее прототип,  структура из 20 абстрактных элементов, расположенных на додекаэдре.  Символически элементы обозначены буквами латинского алфавита и цифровыми индексами.

 

2.1. Свойства додекаэдра и выделение в нем плоскостей антисимметрии

 

 

Додекаэдр (рис.2) -  одно из тел Платона. Он содержит 20 вершин, 12 граней и 30 ребер.

Через вершины додекаэдра можно провести 15 плоскостей.

Для нашего построения, однако, были выбраны три взаимно перпендикулярных плоскости (рис.3), которые не во всем являются «правильными» с математической точки зрения. Для нашего построения это будут плоскости анти-симметрии.

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскость I  (квази-зеркальной антисимметрии) перпендикулярна плоскости листа и делит додекаэдр на две равные части – правую и левую.

 

Плоскость II (незеркальной антисимметрии) находится в плоскости листа и разделяет додекаэдр на две неравные части – переднюю и заднюю.

 

Плоскость III (повортной антисимметрии) перпендикулярна плоскости I и расположена горизонтально.  Она разделяет додекаэдр на две равные части – верхнюю и нижнюю, которые при вращении вокруг оси, лежащей в плоскости III полностью совмещаются друг с другом.

Рис. 2. Додекаэдр

 

Рис. 3. Три взаимно перпендикулярных плоскости, которые можно провести  через структуру додекаэдра.

I – плокость квази-зеркальной антисимметрии;

II – плоскость незеркальной антисимметрии;

III – плоскость поворотной антисимметрии.

 

2.2. Расстановка элементов на додекаэдре: принцип антисимметрии

 

Абстрактные элементы являются аналогами боковых цепей аминокислот. Их  также 20.

 

Первые 2 элемента: A и B.  Их антиподами являются элементы –A и –B.

 

Остальные элементы были обозначены на основе букв A и B с помощью индексов 1 и 2. Во всех элементах, которые находятся справа от плоскости I, эти индексы  записаны вверху слева от букв:  1A, 2A, , –1A, –2A и 1B, 2B, –1B, –2B. 

 

В элементах расположенных слева от плоскости I  те же индексы находятся внизу справа от букв: A1, A2,  A1, –A2 и B1, B2, –B1, –B2.

 

Элементы A, B, и их антиподы –A и –B.

 Они не имеют других антиподов относительно плоскостей I и II, поэтому они были помещены в вершины додекаэдра, через которые проходит плоскость I.

 

Вершины, где находятся элементы A и B, а также  A, –B, связаны между собой ребрами.

 

Элементы-антиподы помещены симметрично относительно плоскости III, и совпадают при вращении относительно оси, лежащей в плоскости III: A и –A, B и –B (рис. 4).

Элементы 1A и A1 были помещены в вершины додекаэдра симметрично справа и слева от плоскости I и элемента A (рис.5), а элементы A2 и A2 также справа и слева, но подальше от элемента А, чем элементы A1 и A1.

 

Точно так же по отношению к плоскости I  и элементу –A будут  располагаться элементы   1A, –A1 и –2A, –A2.

 

Расположение на додекаэдре всех элементов типа A  показано на рисунке 5.

Аналогичным образом расставляются элементы типа  B.

 

Справа и слева от плоскости I  и элемента B были расположены B1 и 1B, а элементы B2 и B2 также помещены справа и слева, но подальше от элемента B, чем предыдущая пара.

 

Элементы-антиподы –B1 и –1B, а также –B2 и –B2 были помещены справа и слева от плоскости I и элемента –B.

 

Расположение на додекаэдре элементов типа B показано на рисунке 6.

Рис. 4.  Положение на додекаэдре элементов A, B, –A, –B, не имеющих антиподов относительно плоскостей I и II.

Рис. 5. Расположение на додекаэдре симметричных элементов типа A.

Рис.6. Местонахождение элементов типа B на додекаэдре.

Вся система из 20 элементов, расположенная  на додекаэдре, показана на рисунке 7.

 

Рис. 7. Система элементов типа A и B на додекаэдре.

В результате мы получили четыре подгруппы элементов.  Две подгруппы по два элемента: подгруппа 1:  A и –A;  подгруппа 2: B и –B;

Две подгруппы по 8 элементов: подгруппа 3: 1A и A1, 2A и A2, –1A и –A1, –2A и –A2; подгруппа 4: 1B и B1, 2B и B2, –1B и –B1, –2B и –B2.

 

 

2.3. Преобразования элементов при переходе через плоскости антисимметрии

 

Поскольку у нас имеется три плоскости антисимметрии, то переход через эту плоскость к симметричному элементу можно обозначить какой либо буквой. Были введены следующие обозначения:

-  переход элемента в самого себя обозначен цифрой 1.

- переход через плоскость I   буквой a (альфа),

- переход через плоскость II – буквой b  (бета);

- вращение вокруг оси, лежащей в плоскости III  – буквой g (гамма). Тогда все преобразования  элементов, расположенных в столбце 1, внутри каждой группы можно описать в виде следующей таблицы.

 

 

1

a

b

g

ab

ag

bg

abg

Подгруппа 1

А

 

 

- А

 

 

 

 

Подгруппа 2

B

 

 

- B

 

 

 

 

Подгруппа 3

A1

1A

A2

-A1

2A

-1A

-A2

-2A

Подгруппа 4

B1

1B

B2

-B1

2B

-1B

-B2

-2B

 

В процессе дальнейшего изложения, которое проводится в разделе 3, Двадцать боковых цепей аминокислот были разбиты на 4 аналогичные подгруппы, которые также будут называться  подгруппа 1, подгруппа 2 и т.д. 

 

На главную страницу

 

 Адрес для связи: amino-acids-20@yandex.ru

Сайт управляется системой uCoz