Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 45

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 144 >> Следующая

В общих чертах механизм лучевого поражения б и ом а кр ом о л екул представляет следующую цепь процессов: к молекуле переносится дискретная порция энергии (излучения (вероятнее всего, она составляет 10—30 эВ над основным состоянием); поглощенная энергия 'растрачивается на ионизацию, сверхвозбуждение и возбуждение; -ионизированные и возбужденные молекулы нестабильны — для образования стабильных структур электронные 'конфигурации должны претерпеть определенную 'Перестройку за счет миграции энергии внутри молекулы или между молекулами; в конечном итоге избыточная энергия локализуется в определенном «слабом звене», которое испытывает химическое изменение; возникшее структурное повреждение может привести к определенному типу инактивации (характер инактивации определяется функциональной ролью пораженного структурного звена макромолекулы).
Представим, что облучению подвергаются «е высушенные или кристаллические препараты, а >водные растворы низкой концентрации, в которых каждую биомакромолекулу окружает множество молекул воды. Вероятность поглощения энергии ионизирующего излучения водой или органической молекулой примерно одинакова (см. уравнение 1-15), поэтому в разбавленных 'водных .растворах большая часть энергии будет поглощаться молекулами воды, которых значительно больше, чем растворенных биомакромолекул. Если в результате поглощения энергии ионизирующего излучения вода становится «химически активной», то растворенные молекулы будут испытывать дополнительное поражение. В этом случае эффективность лучевого поражения макромолекул в водных растворах должна быть значительно выше, чем в сухих препаратах.
На рис. IV-1 сопоставлена радиочувствительность рибонуклеа-зы в сухих препаратах и водном растворе. Как следует из данных эксперимента, значение дозы D31 для инактивации сухого фермента 420 кГр, в 'Водном растворе сравнимая инактивация достигается после облучения в дозе 4 кГр. Такой результат характерен для различных макромолекул — белков, нуклеиновых кислот и др.; в разбавленном водном растворе их радиочувствительность возрастает ;в десятки и сотни раз.
Зависимость «доза — эффект» при облучении водных растворов макромолекул носит экспоненциальный характер, аналогич-
но наблюдаемому три облучении сухих препаратов. Это указывает на одноударность процесса инактивации. При одноударном механизме объем мишени, ответственной за инактивацию, пропорционален I/D37 (см. уравнение II-8). Из сравнения доз D& для инактивации сухого и 'растворенного ферментов можно было бы заключить, что в растворе размер чувствительной мишени, одиночное попадание в которую приводит >к инактивации, возрастает в сотни раз по сравнению с размером мишени для инактивации этого же фермента в высушенном состоянии. Такое предположение маловероятно. Объем макромолекулы не может увеличиться в сотни раз в результате растворения ее в воде.
Убедительнее предположение, согласно которому в растворе формальная мишень охватывает область, превосходящую линейные размеры макромолекулы, — эта область включает прилегающие к ферменту молекулы воды.
Тогда одиночное попадание не только в пределы рассматриваемой белковой молекулы, но и в окружающие ее молекулы воды может привести к инактивации. Для рассматриваемого случая поражения мишеней, растворенных в воде, вводится понятие «эффективного объема», или такого объема, из любого места которого энергия попадания, не растраченная до уровня, более низкого, чем порог работы, тем или иным путем достигнет «места действия» (например, определенного структурного звена макромолекулы, ответственного за инактивацию) и приведет к возникновению «единицы реакции» (т. е. инактивации фермента). В водном растворе энергия, поглощенная растворителем, может передаваться растворенной макромолекуле за счет диффузии активных продуктов радиолиза воды.
В принципе, более высокую радиочувствительность макромолекулы в водном 'растворе можно было бы объяснить снижением энергии активации. В этом случ.ае на 'каждые 100 эВ поглощенной энергии в растворе инактивировалось бы значительно больше молекул, чем в сухом препарате. Для сравнения энергий активации необходимо определить величину радиационно-химического выхода (G) инактивации фермента в растворе и в сухом препарате из соотношения
q . число образовавшихся иди пораженных молекул 100 эВ поглощенной энергии
В опытах с РНКазой установлено, что G в сухом препарате рав-
Рис. IV—I. Инактивация сухой рибонуклеазы (1) и водного раствора фермента в концентрации 5 мг/мл (2) при -у-облу-чении (по Юнгу и Дертинге-РУ, 1973)
но 1,68; G в водном растворе — 0,89. Обе величины G мало отличаются друг от друга.
По-видимому, причина повышения радиочувствительности фермента в водном растворе связана не с изменением его физикохимических свойств 'В результате растворения (энергия активации изменилась незначительно), а с появлением ib облученной воде дополнительных поражающих факторов ¦— активных продуктов радиолиза воды. Поэтому правильнее говорить не об истинном повышении радиочувствительности макромолекулы, а об ; увеличении эффективности данной дозы, которое обусловлено увеличением объема чувствительной мишени. -В мишень большего размера более вероятно одиночное попадание, приводящее к инактивации.
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed