Исследование кинетики и механизмов фотохимических реакций с участием триптофана и нуклеотидов методами химической поляризации ядер и лазерного импульсного фотолиза

• Автор: Снытникова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Фотофизика и фотохимия индола, триптофана и их производных

1.1.1. Спектры поглощения основного состояния

1.1.2. Возбужденные триплетные состояния

1.1.2.1. Спектры поглощения

1.1.2.2. Коэффициенты экстинкции

1.1.2.3. Выходы интеркомбинационной конверсии

1.1.2.4. Время жизни

1.1.3. Свойства радикалов

1.1.3.1. Радикалы, образующиеся в реакциях окисления

1.1.3.2. Радикалы, образующиеся в реакциях восстановления

1.1.4. Реакции синглетного возбужденного состояния
ПАЛ. Реакции переноса протона
* 1.1.4.2. Фотоионизация индола, триптофана и их производных
1.2. Фотофизика и фотохимия нуклеиновых кислот и их компонентов
1.2.1. Строение нуклеиновых кислот
1.2.2. Спектры поглощения компонентов нуклеиновых кислот
1.2.3. Фотохимические реакции нуклеиновых кислот и их компонентов
1.2.4. Применение метода ХПЯ к изучению фотохимических реакций с участием молекул нуклеиновых кислот и их компонентов
1.3. Постановка задачи
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методы исследования
2.1.1 Установка лазерного импульсного фотолиза
2.1.2. Установка химической поляризации ядер с временным разрешением
^ 2.1.3. pH- и спектрофотометрия
2.1.4. Актинометрия
2.2. Материалы и реактивы

Глава III. ИЗУЧЕНИЕ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ТРИПТОФАНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
3.1. Свойства возбужденных состояний триптофана
3.1.1. Спектроскопические характеристики интермедиатов триптофана
3.1.2. Кинетические характеристики
3.1.3. Измерение квантового выхода триплета триптофана
3.1.4. Константы скорости и квантовые выходы
3.1.5. Природа короткоживущего интермедиата
3.2. Фотоионизация триптофана
3.2.1. Предшественник фотоионизации триптофана
3.2.2. Зависимость выхода фотоионизации от энергии лазерного облучения
3.2.3. Зависимость квантового выхода фотоионизации от температуры для И-ацетилтриптофана (ЫАТгрН)
3.2.4. Зависимость квантового выхода фотоионизации от температуры для Ь-триптофана (Ь-ТгрН)
3.2.5. Зависимость от температуры реакции внутримолекулярного переноса электрона для И-ТгрН
3.2.6. Реакции синглетного состояния триптофана
3.2.7. Численное моделирование реакций ионизации и ВПП
3.3. Количественная модель фотолиза триптофана
3.4. Заключение
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И МЕХАНИЗМОВ ФОРМИРОВАНИЯ ХПЯ ПРИ ФОТОЛИЗЕ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 2,2'-ДИПИРИДИНА С ГУАНОЗИН-5'-МОНОФОСФАТОМ
4.1. Лазерный импульсный фотолиз растворов дипиридина с нуклеотидом
4.2. Исследование эффектов ХПЯ
4.3. Заключение
Глава V. ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ТРИПЛЕТНОГО ТРИПТОФАНА С НУКЛЕОТИДАМИ
5.1. Лазерный импульсный фотолиз растворов триптофана в присутствии нуклеотидов
5.2. Эффекты ХПЯ

5.3. Заключение
ВЫВОДЫ
♦ СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

3.1.4. Константы скорости и квантовые выходы.
Большинство кинетических данных, полученных в данной работе, относятся к гибели триплетного состояния триптофана. Полученные нами данные хорошо согласуются с данными, опубликованными ранее в других работах. Значение константы скорости триплет-триплетной аннигиляции 2к'1. |/ет = (1.9+0.3)х106 см/с сравнимо с ранее известной величиной 2кт-т = 1.0хЮ10 МГ'с'1, при ет = 5000 М^см"1 [8,11]. Полученное значение времени жизни т = 12.5 мкс также согласуется с ранее опубликованными данными Бента и Хайона [8], а также с результатами, полученными Фолькертом с соавторами [11], т = 14 мкс и т = 20 мкс, соответственно. Значение константы скорости тушения триплета основным состоянием триптофана кт-тгрн = 1.2x107 ГуГ’с'1, полученное нами, значительно отличается от значений, полученных Фолькертом с сотрудниками [11] кт-ТгрН = 1.1х108 кГ’с'1 и Сонгом с соавторами [150] кт-тгрн = 3.7x10* М 'с1. Однако найденное нами значение константы скорости согласуется с наблюдением Бента и Хайона [8], что гибель триплета индола (триптофан является производным соединением индола) не зависит от концентрации индола, даже при ее увеличении до 10'3 М. Если бы константа скорости кт-тгрн в действительности равнялась примерно 10* М'1с' или выше, то в наших экспериментальных условиях ([ТгрН] = 5-10 мМ) время жизни триплета было бы короче 1 микросекунды, однако, это явно не так. Возможно, источником разногласия является то, что в работах [11] и [150] возбуждение проводилось с использованием лазеров, работающих на длине волны 265 и 248 нм, соответственно. Поскольку на этих длинах волн поглощение триптофана намного выше, чем на 308 нм, то и более низкие концентрации триптофана (10‘5 - 10*4 М) были использованы для проведения экспериментов. В таких условиях скорость тушения триплетного состояния основным состоянием триптофана [Т1рН]хкт-ттрн сопоставима со скоростью триплет-триплетной аннигиляции 2х[тТгрН]хкт-т- Таким образом, можно предположить, что в работах [11,150] увеличение скорости гибели триплета при увеличении концентрации триптофана, отнесенное к реакции тушения триплета основным состоянием триптофана, в действительности обусловлено увеличением начальной концентрации триплетов триптофана [тТгрН]о, и, соответственно, увеличением скорости триплет-триплетной аннигиляции.
Следует отметить, что предыдущие измерения квантового выхода триплета триптофана Фт были выполнены по большей части косвенными методами. Полученное нами значение квантового выхода Фт=0.065±0.012 существенно ниже, чем значение