氢键中共享的量子纠缠及其在分子识别中的资源性应用
量子物理
2018-08-28 v1 生物物理
化学物理
摘要
通过生化键发生的量子隧穿事件能够在成键体系间产生量子关联，这使得基于常规热力学第二定律的方法来研究这些体系显得不足。这意味着，在这些生物功能中利用此类关联可能赋予生物分子超越标准分子生物学（通常基于标准形式的第二定律）预测的进化优势。为探索这一可能性，我们首先比较了共价键与氢键基态中由隧穿辅助产生的量子纠缠。仅后者从量子信息角度看似乎有用。此外，在氢键的热态中也可发现显著的量子纠缠。接着，我们聚焦于配体结合的一个示例性情形：受体蛋白或酶被限定利用其结合位点上同一组质子受体与供体来识别配体。具体地，我们表明，若此类生物分子将 个分子间氢键中共享的纠缠作为分子识别的资源，则可区分 种激动剂配体。最后，我们考量了当代遗传机制及其前 DNA 世界中假想原始祖先里出现的分子识别事件，并探讨在该系统进化史中量子纠缠的利用是否可能有一席之地。
引用
@article{arxiv.1807.00647,
title = {Quantum entanglement shared in hydrogen bonds and its usage as a resource in molecular recognition},
author = {Onur Pusuluk and Gokhan Torun and Cemsinan Deliduman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.00647},
year = {2018}
}