Фотобиология - Конев С.В.
Скачать (прямая ссылка):
биологического эффекта (мутагенез, лизогения и т. д.), химического
состава нуклеиновых кислот, активности репарирующих систем, т. е. от вида
организма, его физиологического состояния и условий облучения. Итак,
вклад различных фотоповреждений нуклеиновых кислот может достаточно
широко варьировать и будет подробно проанализирован при рассмотрении
отдельных видов биологических эффектов.
Глава XIII. Действие УФ-света на белки 245
Рекомендуемая литература
Завильгельский Г. Б. Кинетика индуцированных "сшивок-" н локальных
денатурированных участков в ДНК при УФ-облучении.- В сб.:
Ультрафиолетовый свет, вып. 4. М., 1965, с. 137.
Brown J., Johns Н. Photochemistry of uracil. Intersysthem crossing and
dimerization in aqueous solution - Photochem. and Photobiol., 1968, 8,
273.
Eisinger J., Lamola A., Longworth J., Gratzer W. Biological molecules in
their excited states.- Nature, 1970, 226, 113.
Fisher G., Vargese A., Johns H. Ultraviolet-induced reactions of thymine
and uracil in the presence-of cysteine.- Photochem. and Photobiol., 1974,
20, 109.
Kornhauser A. UV-induced DNA-protein links in vitro and in vivo.-
Photochem. and Photobiol., 1976, 23, 457.
Lamola A. Excited state precursors of thymine photodimers.- Photochem.
and Photobiol., 1968, 7, 619.
McLaren A., Shugar D. Photochemistry of proteins and nucleic acids.
Oxford, 1964.
Set low J. The effect of UV-radiation and photoreactivation.- In:
Comprehensive Biochemistry- N. Y., 1967, v. 27, p. 157.
Smith K. Physical and chemical changes induced in nucleic acids by
ultraviolet light.- Radiat. Res., Suppl., 1966, 6, 54.
Smith K- The biological importance of UV-induced DNA-protein cross-
linking in vivo and its probable chemical mechanism.- Photochem. and
Photobiol., ,1968, 7, 651.
S m i t h K-, A p 1 i n R. A mixed photoproduct of uracil and cysteine
(5-S-systeine-6-hydrouracil). A possible model for the in vivo cross-
linking of DNA and protein by UV-light.- Biochemistry, 1966, 5, 2125.
Wacker A., Dellweg H., Weinblum D. Strahlenchemische Veranderung der
bakterien DNS in vivo.- Naturwissenschaften, 1960, 47, 477.
Глава XIII. ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО СВЕТА НА БЕЛКИ
Наряду с нуклеиновыми кислотами белки относятся к одним из основных
акцепторов биологически активного ультрафиолетового света в клетке.
Деструктивно-мо-дифицирующее действие ультрафиолетового света связано с
фотохимическими повреждениями белковой макромолекулы. Кроме того,
благодаря процессам миграции энергии, свет, поглощаемый белком, может
использоваться для инициации фотохимических реакций в других хромофорах.
Основные хромофоры белков - это остатки ароматических аминокислот: прежде
всего триптофан и в значительно меньшей степени тирозин и фенил-
246
Глава XIII. Действие УФ-света на белки
аланин. Они, а также цистин ответственны за функционально активное
поглощение света.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОННО-ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ БЕЛКОВЫХ
ХРОМОФОРОВ
Поглощение света триптофаном и его остатками в составе полипептидной цепи
белка (триптофанилы) обусловлено системой сопряженных связей его индоль-
ного кольца:
Спектр поглощения триптофана характеризуется двумя полосами поглощения с
максимумами при 220 и 280 нм. Молярная экстинкция в максимуме
длинноволновой полосы около 5000, коротковолновой - около 32 000.
Длинноволновая полоса поглощения обнаруживает слабо выраженную
колебательную структуру. Обе полосы поглощения обусловлены я-п*-
переходами в индольном кольце. Считается, что за длинноволновую полосу
поглощения ответственны два электронных перехода: А -> JLa и А lLb,
осцилляторы которых лежат в плоскости индольного кольца и ориентированы
друг к другу под углом 66°. Коротковолновая полоса сформирована одним
электронным переходом А-э-ЧЗь. Триптофан как в растворе, так и в составе
белков обладает выраженной флуоресценцией в ультрафиолетовой области
спектра. Максимум спектра флуоресценции триптофана в водном растворе 350
нм. В составе белков положение максимума свечения колеблется от 328 до
350 нм в зависимости от свойств микроокружения хромофора. Квантовый выход
флуоресценции триптофана в растворе составляет, по последним уточненным
данным, 0,17. В составе белков величина этого параметра сильно варьирует
- от 0,02 до
И
Н
1. Электронно-возбужденные состояния хромофоров
247
0,4. Длительность флуоресценции триптофана в воде 3 • 10~9, в составе
белка 2-^-4,6 • 10-9 с. Триптофан и трип-тофанилы белков при низких
температурах интенсивно фосфоресцируют с т порядка 7 с и квантовым
выходом около 0,1. В спектре фосфоресценции триптофана проявляются три
отчетливых максимума: около 410, 440 и 480 нм.
Основной поглощающей группировкой в молекуле тирозина является фенольное
кольцо:
Ш "
1 Г
/V-сн2-с-соон
у к
Спектр поглощения тирозина представлен двумя полосами с максимумами при
275 (е=1250) и 222 нм (е=8000). Обе полосы образованы я-я*-переходами в
сопряженной системе фенольного кольца. Тирозин в водном растворе
