239 нм егеуқұйрық миынан сіңіру спектрлері
жүктеу/скачать 148,54 Kb.
|
биофиз
|
9.3.3 Ультракүлгін сәулеленудің липидтерге және биологиялық мембраналарға әсері Биологиялық мембраналар (6-тарауды қараңыз) полярлы иондық молекулаларға төмен өткізгіштігінің негізінде жасушада тосқауылдық қызмет атқарады. Биомембраналардың ультракүлгін сәулеленуі оларда бір мезгілде бірнеше фотохимиялық реакциялардың пайда болуына әкеледі: ароматты аминқышқылдары мен құрамында күкірт бар топтардың фотолизі нәтижесінде ақуыздардың фотоинактивтенуі, липидтердің асқын тотығуы, пиридин нуклеотидтері, коэнзимдер сияқты әртүрлі коферменттердің фотодеструкциясы. Q, биомембранаға салынған ферменттік жүйелермен байланысты гемин қосылыстары. Осы хромофорлардың кез келгені қатысатын фотохимиялық реакциялар мембрананың жұмысына әсер етуі керек. Липидтердің асқын тотығының фотототығуы УК-сәулелену әсерінен липидті молекулалардың түрленуінің негізгі реакциясы болып табылады. Бұл фосфолипидтер мен белоктардан түзілетін биологиялық мембраналардың фотозақымдану процестерінде өте маңызды. Ультракүлгін сәуле липидтердің фотототығуын индукциялайды: олардың тотығу дәрежесі мен май қышқылдарының (RH), атап айтқанда олеин, линол, линолен және арахидонды қанықпау дәрежесі арасында тікелей байланыс бар. Липидтердің молекулаларының ультракүлгін тотығуы нәтижесінде липидтердің фотототығу реакциясының бастапқы салыстырмалы тұрақты өнімдері болып табылатын май қышқылының гидропероксидтері (ROOH) түзіледі. Сурет. 9.3. Липидтердің фотолиз өнімдерінің (. > 239 нм) егеуқұйрық миынан сіңіру спектрлері: 1 - гептандағы сәулеленбеген липидтер; 2 - ауадағы ультракүлгін сәулелену; 3 - оттегінің жетіспеушілігі кезінде УК сәулеленуі. Май қышқылдарының диен гидропероксидтерінің жарық сіңіру максимумы – 233 нм, ал триен гидропероксидтері – 270 нм-де болады (9.3-сурет). Пероксидтердің түзілу реакциясының кванттық шығымы 1-ден айтарлықтай асады (мысалы, этиллинолеатты тотығу үшін 90). Бұл липидтердің ультракүлгін тотығуы келесі реакциялар тізбегіне сәйкес тізбекті, бос радикалды механизм арқылы жүреді дегенді білдіреді: мұндағы R – бастапқы бос радикал; RO2 – пероксид радикалы. R радикалының түзілуіне әкелетін алғашқы фотохимиялық реакция май қышқылы көміртегі атомдарының (RH) бірінен электрон немесе сутегі атомын алу болып табылады. Липидтердің асқын тотығымен фотототықтырылуы кезінде пайда болатын гидропероксидтер бірқатар тұрақты тотығу өнімдерінің, соның ішінде альдегидтердің, мысалы, тиобарбитур қышқылымен түсті хромофор () = 533 нм) түзе алатын малондиальдегидтің түзілуімен одан әрі өзгерістерге ұшырайды: Сондай-ақ тотыққан липидтерге сарғыш түс беретін және спектрдің көрінетін аймағында жарықты сіңірумен сипатталатын асқын тотығы қосылыстарының бұзылуының басқа өнімдері бар. Ультракүлгін сәулеленудің әртүрлі жағдайларын пайдалана отырып, липидтердің фотототығуының белгілі бір өнімдерін іріктеп жинақтауға болады. Липидтердің фотототығуының соңғы (тұрақты) өнімдерінің түзілу процесі екі кезеңде жүреді. Липидтердің асқын тотығының фотототығуы екі кванттық процесс. Гидропероксидтердің ыдырау реакциясы оттегінің жетіспеушілігінде болуы мүмкін екенін көруге болады. Ультракүлгін сәулесі 233 нм аймақта гидропероксидтермен қарқынды түрде сіңеді, соңғы өнімдердің (альдегидтер мен кетондар) түзілуін индукциялайды. Фосфолипидтердің фотолизі биомембраналар құрылымына елеулі зақым келтіруі мүмкін. Сондай-ақ, липидтердің асқын тотығының фотототықсыздану өнімдерінің айтарлықтай айқын улы қасиеттері бар екені белгілі. Липидтердің асқын тотығы және олардың одан әрі трансформациясының өнімдері (альдегидтер мен кетондар) ақуыз молекулаларының, атап айтқанда, белоктардың сульфгидрильді топтарын зақымдауы мүмкін. Белоктардың зақымдануы олардың тотығуымен де, белок молекулалары мен липидтердің асқын тотығының фотототығу өнімдері арасында тұрақты коваленттік байланыстардың түзілуімен де болуы мүмкін. Соңғылары көптеген ферменттерді, соның ішінде эритроцит мембраналарының ацетилхолинэстеразасын инактивациялауға қабілетті. Бұл өнімдер сонымен қатар цистеин, глутатион, нуклеотидтер, А және Д витаминдері, липой қышқылы және т.б. сияқты биологиялық маңызды қосылыстарды тотықтырады. Ультракүлгін сәуленің әсері әртүрлі заттар үшін және ең алдымен иондар үшін биомембрананың өткізгіштігінің жоғарылауына әкеледі. Жасуша мембраналарының иондық өткізгіштігінің өзгеруі ашытқыларда, теңіз кірпі жұмыртқаларында, балдырларда, қарапайымдыларда және т.б. Натрий және калий иондары үшін мембрана өткізгіштігінің өзгеруі ануклеат жасушаларының (адам эритроциттерінің) ультракүлгін сәулеленуінен кейін анықталды. Бұл жағдайда калий жасушадан шығып, натрий оған еніп, нәтижесінде осмостық тепе-теңдік бұзылды - қызыл қан жасушаларының ісінуі және лизисі. Өткізгіштіктің жоғарылауы митохондриялар мен лизосомалар сияқты субклеткалық құрылымдардың мембраналарында да байқалды. Липидтердің асқын тотығы биологиялық мембрананың ақуыздық және липидті компоненттерінің зақымдануы нәтижесінде H+, K+ және Na+ иондарына мембрана өткізгіштігінің жоғарылауын тудыруы мүмкін. Д.И. Рощупкин (1980) ультракүлгін сәулеленудің әсерінен жануар жасушасының мембраналық құрылымдарының зақымдалуына әкелетін процестердің схемасын ұсынды (9.4-сурет). Сурет. 9.4. Ультракүлгін сәуленің әсерінен жануар жасушасының мембраналық құрылымдарының зақымдануының молекулалық механизмінің схемасы (UFA* - қанықпаған май қышқылдары) Қалыпты (бұзылған) биомембранада липидтердің асқын тотығының фотототығуы құрылымдық шектеулерге және әртүрлі антиоксиданттардың, соның ішінде табиғи антиоксидант α-токоферолдың (Е витамині) болуына байланысты тежелген сияқты. жүктеу/скачать 148,54 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|