Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.
Скачать (прямая ссылка):
В табл. IV-3 представлены выводы ряда исследователей, изучавших механизм инактивации ферментов ионизирующим излучением в воде.
Большое число исследований ;посвящено выяснению механизма поражения ДНК в облученных водных растворах. В физикохимических экспериментах выявлены основные типы структурных повреждений, возникающих в облученной ДНК. Представление
об этом дает табл. IV-4, в ней приведены повреждения, наблюдаемые в ДНК, облученной в разбавленном водном растворе. Появление разрывов полинуклеотидной цепи и поперечных межмолекулярных сшивок легко зарегистрировать седиментационным анализом и хроматографическим методом. Значительно сложнее выявить разрушение нескольких азотистых оснований из десятков тысяч, входящих в состав молекулы. Тем не менее такие повреждения могут иметь значительные биологические последствия.
Рис. IV—10. Зависимость между числом триптсфановыЯ остатков н максимальной скоростью реакции облученной дезоксирибонуклеазы I (по Окада, 1963): 1 — активность фермента, облученного в водном растворе; 2 — активность фермента, обработанного
N-бромсукцинимидом (активность фермента оценивали по максимальной вязкости ДНК, ’%)
ТЧ блица JV-3
Предполагаемые причины инактивации ферментов, облущшых в водном растворе
(по ОкаЬ<^ 1974)
\
Исследованный фермент
-----------Л-----------
Предполагаемая причина инактивации облученного фермента
Рибонуклеаза Дезоксирибонуклеаза I Фосфогл юкому таза Каталаза Лактопероксидаза
Фосфоглицеральдегидде-
гидрогеназа
Аденозиитрифосфатаза
Сукцинатоксидаза
Уреаза
Глутаматдегидрогеназа
Лактатдегидрогеназа
Алкагольдегидрогеназа
разрушение остатка метионина разрушение одной молекулы триптофана разрушение одной молекулы гистидина разрушение гематопорфнриновой группы частичное разрушение одной гематопорфириновой группы
деструкция SH-групп (цистеина) или окисление SH-групп окнсленне SH-rpynn окисление SH-rpynn окисление SH-rpynn окисление SH-rpynn окисление SH-rpynn окисление нли деструкция SH-rpynn
Важно установить, какой из активных продуктов радиолиза воды отвечает за данный характер инактивации. Это позволит в дальнейшем изучить кинетику реакции, выявить радикальный продукт или продукты, исследовать их дальнейшие превращения. Для этой цели часто используют .перехватчики радикалов. Например, облучение инфекционной ДНК фага <рХ-174 в присутст-вии перехватчика ОН' (йод) и перехватчиков Н‘ и е~гищ> (кислород) показало, что подавление инфекционной способности вызвано действием радикала ОН'. В присутствии йода (меньше ОН') инактивация снижалась, а кислород яе влиял на степень инактивации, хотя и уменьшал число радикалов Н' и е_ГиДр. За счет атаки радикалов ОН' в ДНК возникали однонитевые разрывы, повреждения азотистых оснований и другие эффекты. Удельный вклад каждого структурного повреждения в эффект инактивации оценивают путем сопоставления величин радиационно-химического выхода инактивации с выходом однонитевых разрывов, поврежденных оснований и других типов структурной деградации.
Изучение инфекционной двухнитевой ДНК фага <р29 показало, что инактивация происходит вследствие двухнитевых разрывов цепи. Зависимость числа двухнитевых разрывов от дозы облучения сигмоидальна. Это означает, что в результате атаки водными радикалами в каждой из цепей вначале появляются одиночные разрывы, а при определенном критическом числе этих разрывов становится вероятным двухнитевой разрыв как результат совпадения близкорасположенных однонитевых разрывов.
"Таблица IV-4
Радиационные повреждения ДНК из тимуса теленка, облученной в водном растворе (по Окада, 1974)
Типы радиационного повреждения ДНК Среда Концентрация Радяационно-хи-
суспендирования* ДНК, % м^ческнй выход
/
Одноннтевые разрывы 0,01 М NaCl 0,02 0,24
Двухнитевые разрывы » 0,02 . не определяли
Поперечные сшивки » 0,02 не определяли
Денатурация (разрыв водородных » 0,Н 38
связей) '
Разрушение основания 0,01 М Р04 0,5 0,45
ТИМИН
цитозин 0,28
гуанин 0,17
аденин 0,12
Образование перекисей тимина и ци вода 0,025 0,30
тозина
Дезаминирование (образование NH3) вода 0,2 0,4
Освобождение оснований 0,01 М Р04 0,5 0,5
