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