Biomolecule displacement by Brownian step

Lech Gmachowski

Abstract

Interactions in biological membranes cause the molecular mobility to behave specifically. The random walk of a molecule at short times is not described by the Einstein relation since the character of motion evolves from ballistic to diffusive. This phenomenon is detected because of the long length of the Brownian step which can be comparable to the size of the membrane confined domain and hence has a great influence on the diffusion coefficient in restricted areas and subsequent subdiffusive behavior in longer times. The experimental values of Brownian step length are analyzed. A model is formulated connecting the step length with the real-to-thermal speed ratio of the diffusing tagged molecule. A method is derived to estimate the diffusing biomolecule Brownian step length on the base of the measured diffusion coefficient divided by the thermal speed of tagged molecule. The method seems to be reasonable in a wide interval of diffusion coefficient.
Author Lech Gmachowski (FCEMP / IC)
Lech Gmachowski,,
- The Institute of Chemistry
Journal seriesColloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects, ISSN 0927-7757, (A 30 pkt)
Issue year2019
Vol568
Pages99-104
Publication size in sheets0.5
Keywords in PolishOddziaływania; Długość kroku spacerowego; Dyfuzja ograniczona; Prędkość termiczna; Estymacja długości kroku
Keywords in EnglishInteractions; Walking step length; Confined diffusion; Thermal speed; Step length estimation
ASJC Classification1505 Colloid and Surface Chemistry
Abstract in PolishOddziaływania w membranach biologicznych powodują specyficzną ruchliwość molekularną. Spacer przypadkowy molekuły w krótkich czasach nie jest opisywany przez relację Einsteina ponieważ charakter ruchu ewoluuje z balistycznego do dyfuzyjnego. To zjawisko jest wychwytywane z powodu znacznej długości kroku brownowskiego, który może być porównywalny z rozmiarem ograniczonych domen w membranie i stąd ma wielki wpływ na współczynnik dyfuzji w ograniczonych przestrzeniach i zachowanie subdyfuzyjne w dłuższych czasach. Doświadczalne wartości długości kroku brownowskiego są analizowane. Sformułowano model wiążący długość kroku ze stosunkiem rzeczywistej do termicznej prędkości dyfundującej molekuły ze znacznikiem. Opracowano metodę estymacji długości kroku brownowskiego na podstawie zmierzonego współczynnika dyfuzji, podzielonego przez prędkość termiczną molekuły ze znacznikiem. Metoda wydaje się być uzasadniona w szerokim zakresie współczynnika dyfuzji.
DOIDOI:10.1016/j.colsurfa.2019.02.014
URL https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775719301025
Languageen angielski
Score (nominal)30
ScoreMinisterial score = 30.0, 19-04-2019, ArticleFromJournal
Ministerial score (2013-2016) = 30.0, 19-04-2019, ArticleFromJournal
Publication indicators Scopus SNIP (Source Normalised Impact per Paper): 2017 = 1.016; WoS Impact Factor: 2017 = 2.829 (2) - 2017=2.852 (5)
Citation count*
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back