При действии излучения на растворы белков наблюдается помутнение раствора, изменение вязкости, изменение скорости оседания в центрифуге, изменение оптического вращения. Короче говоря, появляются все признаки денатурации белка. При денатурации белков, как известно, их ферментативные свойства нарушаются и исчезают. Если облучать биологически активные белки или полипептиды: ферменты, антитела, гормоны, антибиотики, то уже через несколько минут облучения биологическая активность этих веществ резко падает.

Механизм действия ультрафиолетового излучения на белки был раскрыт в работах Ю. А. Владимирова. Поглощение света белками в области 260-280 нм обусловлено ароматическими аминокислотами: тирозином и триптофаном. Эти аминокислоты поглощают ультрафиолетовое излучение и разрушаются. Разрушение данных аминокислот приводит к денатурации белков и к инактивации их ферментативной активности. Весь процесс протекает в несколько стадий.

  1. Активная стадия - поглощение света и возбуждение молекулы аминокислоты АН:

АН + hv1 -> АН*

Этот процесс обратим, т. е. возбужденная молекула может люминесцировать и снова переходить в невозбужденное состояние:

АН* -> АН + hv2,

  1. Стадия фотоионизации - возбужденная молекула является неустойчивой и распадается на электрон и ион-радикал:

АН* -> •АН+ + e-

Электрон захватывается другими молекулами, в основном воды, и сольватируется. Ион-радикал является неустойчивым соединением и распадается на свободный радикал и ядро атома водорода (протон):

  • АН+ -> •А + Н+
  1. Стадия реакция образовавшихся радикалов и сольватированного электрона. В результате этого процесса происходит разрушение звеньев белковой молекулы
  2. Стадия образования устойчивых продуктов окисления.

Все образовавшиеся радикалы аминокислот взаимодействуют с различными веществами. Через цикл реакций, которые пока еще слабо изучены, образуются устойчивые продукты окисления. Эти образовавшиеся продукты обладают токсическими свойствами. Они взаимодействуют с молекулами белка и также нарушают их структуру.

Основное действие ультрафиолетовых лучей на нуклеиновую кислоту заключается в том, что последняя теряет биологическую активность, т. е. способность передавать заключенную в ней информацию. При этом основную роль в инактивации ДНК играют процессы димеризации тиминовых оснований. Процессы димеризации тиминовых оснований протекают раньше других фотохимических реакций. Когда еще не наблюдается заметного накопления гидрированных и окисленных оснований, инактивация ДНК уже происходит. Две молекулы тимина в двойной спирали ДНК никогда не расположены рядом. Более того, в силу комплементарности нитей в ДНК они никогда не расположены точно напротив друг друга. Под воздействием ультрафиолетовых лучей возникает местное расплетение нитей ДНК. Затем нити изгибаются таким образом, что тиминовые основания сближаются. Между ними возникает стойкая химическая связь, которая как бы стягивает двойную нить ДНК и препятствует считыванию с нее информации.

Под влиянием радиации в липидах происходит образование свободных R насыщенных ЖК, которые при взаимодействии с О2 образуют перекиси. Этот процесс называется перекисным окислением липидов. Ему придают очень важное значение в развитии лучевого поражения клетки в связи с серьезными нарушениями в ее структуре и многих б\х реакциях:

  • модификация структуры липидов, изменение свойств биомембран и нарушение многих процессов клеточного метаболизма
  • значительные изменения в липопротеинах важных внутриклеточных структур. и частности, в митохондриях и микросомах
  • повреждение структуры митохондрий, приводящее к выраженным нарушениям энергетического обмена
  • изменение содержания липидов в различных органах и тканях
  • нарушение целостности наружной клеточной мембраны, приводящее к сдвигу баланса клети из-за выравнивания концентраций натрия и калия.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх