НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ФЛУКТУАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ГОМОГЕННОМ ОКИСЛЕНИИ ЦИСТЕИНА В ПРИСУТСТВИИ ОКСИГЕНИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ КОБАЛЬТА (II) С О-ДИСАЛИЦИЛИДЕНФЕНИЛЕНДИАМИНОМ И ЦИТОЗИНОМ
Аннотация
Приведены результаты оценки характеристик динамики ранее неизученной колебательной химической реакции – гомогенного окисления цистеина в присутствии синтезированных смешаннолигандных комплексных соединений кобальта (ΙΙ) с о-дисали-цилиденфенилендиамином, цитозином и молекулярным кислородом. Для интерпретации экспериментальных результатов использованы методы Фурье-спектроскопии, реконструкции динамики по временным последовательностям с построением фазовых портретов и определением размерностей фазового пространства и аттрактора, вычисления характеристических показателей Ляпунова и энтропии Колмогорова-Синая. При анализе экспериментальных данных по временным рядам методами дискретного преобразования Фурье установлено, что полученный спектр не является сплошным, на основе чего сделано заключение, что наблюдаемые осцилляции аналитического сигнала, непосредственно связанного с изменением концентраций реагирующих веществ, являются следствием протекания химических реакций в исследуемой системе. Результаты проведенного анализа также показали, что не удается выделить определенные частоты колебаний, и поэтому сделано заключение, что при гомогенном окислении цистеина в колебательном режиме возможна реализация детерминированного (динамического) хаоса. На основе реконструкции динамики по временным последовательностям получено, что семейство фазовых траекторий стягивается к определенному подмножеству точек фазового пространства – аттрактору, что указывает на детерминированный характер динамики протекающих в исследуемой системе процессов. Получено, что размерность фазового пространства соответствует 5, а размерность аттрактора принимает дробные значения, что подтверждает ранее сделанное заключение о реализации динамического хаоса. При вычислении характеристических показателей Ляпунова и энтропии Колмогорова-Синая также установлено, что наблюдаемые химические осцилляции являются следствием протекания окислительно-восстановительных процессов в исследуемой системе, причем реализуется детерминированный хаос.
Литература
Malinetsky G.G., Potapov A.B., Podlazov A.V. Nonlinear dynamics: Approaches, results, hopes. М.: Knizhnyy dom «LIBROCOM». 2016. 280 p.
Magomedbekov U.G. Oxidation of biosubstratums in the oscillatory mode. Makhachkala: DSU. 2002. 130 p.
Magomedbekov U.G. Gasangadzhieva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Nonlinear (fluctuational) dynamics and mathematical modeling of homogenous oxi-dation of biological substrates. Russian J. of Gen. Chem. 2011. V. 81. N 1. P. 247-257.
Etmisheva S.S., Magomedbekov U.G., Gasangadzhieva U.G. The cobalt (II) complex with o-disalicyli-denephenilene-diamine, cytosine and molecular oxygen – it’s new catalyst of homogeneous oscillatory mode. Vestn. Dagestan. Gos. Un-ta. Yest. nauki. 2017. V. 32. N 4.P. 77-83 (in Russian). DOI:10.21779/2542-0321-2017-32-4-77-83.
Malinetsky G.G., Potapov A.B. Modern problems of non-linear dynamics. М.: Editorial URSS. 2002. 336 p.
Shashihin V. N. Chaos and nonlinear dynamics. Regular and chaotic dynamics. SPb.: Izd-vo Politekhn. un-ta. 2010. 210 p.
Simo K., Smeyl S., Shensine A. Modern problems of chaos and nonlinearity. Izhevsk: Institut komp'yuternykh issledovaniy. 2002. 304 p.
Chumak O. V. Entropy and fractals in the analysis of data. M. Izhevsk: NITS «Regulyarnaya i khaoticheskaya dinamika», Institut komp'yuternykh issledovaniy. 2011. 164 p.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Formation of dissipative structures under homogeneous oxidation of biosubstrates: estimation of dynamic characteristics and parametrization of time series. Vestnik Mosk. un-ta. Ser.2. Khimiya. 2011. T. 52. N 6. P. 443-448.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh., Khasanov I.I., Isayeva P.M. Fluctuation dynamics of the processes of homogeneous oxidation of 1,6-dihydroxynaphthalene. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Yest. nauki. 2011. N 3 (163). P. 34-39.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh., Khasanov I.I., Isayeva P.M. Realization of deterministic chaos in the homogeneous oxidation of 1,6-dihydroxynaphthalene. Izv. Dagestan. Gos. Pedagog. Un-ta. Yestestvennyye i tochn. nauki. 2011. N 3 (16). P. 25-28.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Dynamics of the processes of homogeneous oxidation of glutathione in the presence of oxygenated iron (II) complexes with dimethylglyoxime and cytosine. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 1. P. 74 – 77.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Magomedbekov N.Kh. Parametrization of time series obtained during homogeneous oxidation of glutathione in the vibrational mode by the method of flicker-noise spectroscopy. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.. 2012. V. 55. N 12. P. 49 – 51.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M. Mathematical model of chemical oscillations arising in a homogeneous system of cysteine-oxygenated iron (II) complexes. Vestnik Mosk. un-ta. Ser.2. Khimiya, 2013. V. 54. N 6. P. 330-341.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Shtanchayeva M.G. The occurrence of chemical oscillations in a homogeneous system of ubiquinone - oxygenated cobalt (II) complexes. Izv. Dagestan. Gos. Pedagog. Un-ta. Yestestvennyye i tochnyye nauki. 2017. V. 11. N 1. P. 21-27.
Magomedbekov U.G., Gasangadzhiyeva U.G., Gasanova Kh.M., Yusupov A.M. Chemical oscillations in the homogeneous system of riboflavin - oxygenated cobalt (II) complexes. Vestn. Dagestan. Gos. Un-ta. Seriya 1. Yestestv. Nauki. 2016. V. 31. N 2. P. 60-66
Torchinsky Yu. M. Sulfhydryl and disulfide groups of proteins. М.: Science, 1971. 228 p.
Barret J.К. Thiols / In General organic chemistry. V. 5. Connections of phosphorus and sulphur. М.: Chemistry, 1983. P. 130-151
Sychev A.Ya., Isak V.G. Connections of iron and mecha-nisms of homogeneous catalysis of activating of O2, H2O2 and oxidations of organic substratums. Russian Chemical Reviews. 1995. V .64. N 12. P. 1183-1209
Ebert K., Ederer X. Computers. Application in Chemistry. M.: Mir. 1988. 415 p.
Soloviev M.M., Soloviev M.E. Computer chemistry. M.: Izd-vo SLON-Press. 2005. 536 p.
Grasberger P., Procaccia I. Measuring the strangeness of strange attractor. Physica D. 1983. V. 9. N 1. P. 189-208.
Grasberger P. An optimized box-assisted algorithm for fractal dimensions. Phys. Lett. A., 1990. V. 148.P. 63-67.
Takens F. On the numerical determination of dimensions of an attractor. Lect. Notes in Math. 1125, Springer, Heidelberg. 1985. P. 99-106.
Nikolis G., Prigozhin I. Cognition of the complex. M. URSS: LENAND. 2014. 354 p.
Loskutov A.Yu. Analysis of time series: a course of lectures. Access mode: http://chaos.phys.msu.ru/loskutov/PDF/Lec-tures_time_series_analysis.pdf (data 20.02.2017).
Lyapunov A.M. The general problem of the stability of motion. Chernovtsy: Merkuriy PRESS. 2000. 386 p.
Malinetsky G.G. Mathematical foundations of synergetics: Chaos, structures, computational experiment. M.: Knizhnyy dom «LIBROKOM». 2009. 312 p.
Kantz H., Schreiber T. Nonlinear Time Series Analysis, 2nd edition, Cambridge University Press, Cambridge, 2003. 388 p.
TISEAN 3.0.1 Nonlinear Time Series AnalysisThe TISEAN software package.http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~tisean/ Tisean_3.0.1/index.html
