α-螺旋中的振动子-极化子。I. 单振动子态

根据广义的达维多夫模型描述了与3D α-螺旋中酰胺-I振动相关的振动子动力学。螺旋由三个通过共价键连接的氢键肽单元链建模。为了消除每个酰胺-I模式的分子的非谐性并重整化振动子-声子耦合，应用了两次幺正变换以达到修饰的非谐振动子观点。结果表明，振动子动力学源于链间和链内振动子跳跃之间的竞争，并且两种跳跃过程经历不同的修饰机制。因此，在低温（或弱振动子-声子耦合）下，极化子表现为在所有链上离域的未修饰振动子，而在生物温度（或强振动子-声子耦合）下，修饰效应强烈减少了不同链之间的振动交换。结果，极化子沿着单链传播，如同在1D达维多夫模型中一样。尽管螺旋支持声学声子和光学声子，但这一特性仅源于振动子与声学声子之间的耦合。最后，确定了伴随极化子的晶格畸变，并表明位于激发链上的残基比其他残基承受更大的变形。