Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами - Артюхов В.Г.
ISBN 5-7455-1162-1
Скачать (прямая ссылка):
триплетным (3?g) кислородом в растворах. Физическое тушение во многом определяется возможностью перехода —» xAg в колебательном движении молекул тушителя.
Обсуждаются два механизма тушения синглетного кислорода. Во-первых, тушение осуществляется через образование комплекса с переносом заряда, в котором Ю2 выступает в роли акцептора электрона. Этот комплекс формируется лишь в момент соударения и не находится в равновесии с реагентами. Во-вторых, тушение Ю2 происходит путем переноса энергии от синглетного кислорода на электронный уровень тушителя при условии непосредственного контакта электронных оболочек х02 и акцептора энергии. При физическом тушении не происходит деструкции тушителя. Химическое тушение приводит к окислению тушителя, накоплению гидропероксидов, образованию свободных радикалов и развитию’ свободнорадикальных процессов окисления.
В нефотосинтезирующих клетках самыми сильными тушителями Ю2 являются аминокислоты и белки. Среди аминокислот наиболее эффективны триптофан, гистидин, метионин и цистеин (табл. 12). Для оценки способности соединений взаимодействовать с Ю2 используют константу скорости тушения, которую рассчитывают по уравнению Штерна—Фольмера на основе измерений тушения люминесценции *02 или ингибирования фотодест-рукции акцепторов синглетного кислорода:
(<pjy (<pj, = (Ф,).,/(Ф,)„ = СОУСО, = 1 +
где q>oi[- квантовые выходы (или скорости) окисления акцепте-ров Ю2; — квантовые выходы (или интенсивности) люминес-
ценции Ю2 ; тд — время жизни г02; [Q] — концентрация тушителя; параметры, измеренные в отсутствие тушителя, обозначаются индексом “о”, а в присутствии тушителя — “q”.
Вклад химического тушения в активность аминокислот может составлять от 10 до 100 %. Оно приводит к существенным изменениям структурно-функционального состояния белков. Физическое тушение Ю2 аминокислотами и белками определяется образованием комплексов с переносом заряда.
Липиды — существенно более слабые тушители Ю2 по сравнению с белками. Активность фосфолипидов в органических растворителях практически равна сумме активностей составляющих жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты и холестерин тушат Ю2 преимущественно по химическому механизму
Таблица 12 Константы скорости тушения синглетного кислорода некоторыми биологическими молекулами
Тушитель Условия проведения к , моль^-с1
эксперимента q
Триптофан D20, pH 7---8, метод 3,2-5,6 -107
тушения фосфоресценции
Гистидин « 4,0-4,6 -107
Метионин « 1,3-107
L-цистеин « 0,9-5 -107
Тирозин « 2-5 -10е
DL-фенилаланин « 7-105
Глицин « < 105
Сывороточный альбумин « 2,6-10»
быка
Сывороточный альбумин « 1,7-7,8 -108
человека
Глюкоза « 1,4*104
Сахароза « 2,5-104
Аскорбиновая кислота « 0,5-16 -107
Гуанозин « 4-6 -10в
АМР « 4-104
АТР « 3-5 -104
а-токоферол Растворитель --- СС14, метод 1-7 -108
тушения фосфоресценции
Хлорофилл a « 1-7 -108
Бактериохлорофилл а « 10й
(J-каротин « 7-8 -10fl
Яичный « 5-10 -104
фосфатидилхолин
Фосфатидилхолин « 105
сетчатки
Фосфатидилэтаноламин « 105
сетчатки
Вода « 2,8-103
с образованием гидропероксидов и далее свободных радикалов, инициирующих ПОЛ. Примечательно, что хлорофиллы, бакте-риохлорофиллы и порфирины сочетают способность генерировать и тушить Юа по физическому механизму. Это позволяет указанным пигментам выполнять роль протекторов фотосинте-тических мембран от генерируемого ими же синглетного кислорода.
Фотосенсибилизированное окисление аминокислотных остатков белков биомембран является первичным световым процессом. Оно приводит к образованию сшивок полипептидных цепей биополимеров, т. е. к вторичному процессу, не требующему дополнительной световой активации. Различные типы сшивок могут формироваться между фотоокисленными аминокислотными остатками ( в основном гистидина) и функциональными группами белков (NH2-, SH-).
