Изучение механизмов фотодинамического действия видимого света на дрожжевые клетки с индуцированным накоплением эндогенных порфиринов

• Автор: Шумарина, Анна Олеговна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 96 с. : ил

Содержание
Введение

Обзор литературы

Глава I. Молекулярные механизмы фотодинамических реакции

1. Видимый свет. Хромофоры видимого света

2. Реакции I и II типа

3. Активные сюрмы кислорода АФК

4. Определение типа фотодинамических реакций 9 Глава П. Фотодинамические повреждения биомолекул и органелл
клетки

1. Перскиснос фотоокислсннс липидов

2. Фотоповрсждснис белков

3. Фотоповреждеиие бномембран
4. Фотоповрсждснис нуклеиновых кислот и наследственного аппарата
Глава III. Фотовыцвстаиис порфириновых сенсибилизаторов
Глава IV. Фотодинамичсская инактивация микроорганизмов.
Эндогенные порфирины
1. Фотодинамичсская антимикробная терапия
2. Биосинтез порфиринов
3. Регуляция биосинтеза порфиринов
Материалы и методы исследования
Результаты н обсуждение
Глава I. Определение оптимальных условии индуцированного накопления эндогенных порфиринов и их фотоинактнвирующей эффективности в клетках дрожжей
Глава II. Фоговыцветание эндогенного протопорфирина IX 5
Глава III. Фотодинамичсское повреждение субклеточных структур дрожжей с индуцированным накоплением эндогенного протопорфирина IX .
Выводы
Список литературы


В результате поглощения фотона сенсибилизатором он переходит из основного в СИНГ летное возбужденное состояние. Часть возбужденных молекул сенсибилизатора претерпевает интерсистемную конверсию в относительно долгоживущее триплетно состояние. В биологических системах почти все фотодинамичсские реакции осуществляются через триплети ос состояние сенсибилизатора. Находящийся в триплетном состоянии сенсибилизатор может вступать в два типа реакции , . В реакциях 1 типа, называемых радикальными, присходит перенос электрона или атома водорода либо от молекулы сенсибилизатора на одну из близлежащих молекул субстрата, либо наоборот. В итоге получаются реакционноспособные заряженные или нейтральные радикалы биологических молекул, вступающие в дальнейшие химические реакции с другими молекулами и кислородом. В реакциях II типа происходит перенос энергии электронного возбуждения от сенсибилизатора в триплетном состоянии к молекуле кислорода основное состояние которой является триплетним, что переводит ее в возбужденное синглетнос состояние. В отличие от основного состояния кислорода, молекулы синглстного кислорода электрофильны и быстро реагируют с рядом биомолекул ненасыщенными липидами, некоторыми аминокислотами, гуанозином и др. Порфирины в биологических системах в присутствии кислорода, как правило, вступают в фотореакции II типа. Энергии первого триплетного состояния порфиринов 0 кДжмоль вполне достаточно для образования Ог кДжмоль. Эффективность генерации 2 зависит от вида порфирина, причем она резко падает при включении в кольцо ионов металловпарамагнетиков, существенно укорачивающих время жизни триплетного состояния молекулы Осюпег, . В биологических тканях эффективность генерации 12 определяется главным образом квантовым выходом у образования трнплетных состояний сенсибилизатора. В этом отношении не содержащие металл порфирины являются почти идеальными сенсибилизаторами, поскольку величина у у них близка к единице Гуринович и Лосев, . В большинстве случаев живые системы, содержащие сенсибилизаторы, надежно защищены от повреждающего действия света. Так, в гемопротеидах с порфириновыми группами связаны парамагнитные ионы железа, которые снимают сенсибилизирующую активность хромофоров. В фотосинтезирующих клетках возможность фотоповреждения, сенсибилизированного хлорофиллом, сведена к минимуму присутствием больших концентраций каротпноидов прежде всего Ркаротина, локализованных в мембране либо ассоциированных с ней, которые служат сильными тушителями как синглстного кислорода, так и хлорофилла в триплстном состоянии. Токофсрол, который может тушить синглетный кислород как по химическому, так и по физическому механизму, также способен эффективно защищать структуры клеток от окисления Красповский мл. Сииглетный кислород Известно, что, в отличие от большинства органических молекул, кислород в основном состоянии ятястся трнплетным и имеет два нсспаренных элект Мри поглощении энергии молекулами кислорода заселяются синглетныс уровни 1 Д4 с энергиями 7 кДжмоль и ,2 кДжмоль соответственно. В конденсированной фазе кислород в состоянии за десятки пикосскунд растрачивает излишек энергии, образуя 1ДВ, и поэтому не может играть существенной роли в химических и биологических процессах Красновскин мл. Переход из в основное состояние является спинзапрещенным, вследствие чего состояние ДС имеет довольно большое время жизни около 3 мке в воде и в 4 раз больше в большинстве органических растворителей ОсЬзпег, . Синглетный кислород является весьма реакционноспособным соединением. Следствием эффективного тушения Юг в реакциях с биомолекулами является его короткое время жизни в клеточной среде, варьирующее от 0 не в мембранах до 00 не в протоплазме Красновский мл. Дифузионный радиус синглстного кислорода, составляющий в чистой воде 00 нм, в клетке снижается до нм ОсЬяпег, . Вследствие этого наибольшее деструктивное воздействие оказывается на тс макромолекулы и структуры, которые находятся в пределах диффузионного радиуса синглетного кислорода, т.