Спектры ЭПР и антиоксидантная активность гамма-облученного папаина

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом ЭПР спектроскопии исследованы структура и количество парамагнитных центров (ПЦ), стабилизирующихся в папаине, γ-облученном дозой от 50 до 2300 кГр. Радиационный выход G ≈ 6 ПЦ/100 эВ в ходе радиолиза при 77 К в шесть раз больше, чем выход ПЦ в образцах, облученных при 300 К. В ходе радиолиза при 300 К максимальная концентрация ПЦ достигается при дозах 200 кГр на уровне 8 × 1018 ПЦ/г, тогда как в радиолизованном при 77 К папаине они накапливаются до 2300 кГр и достигают 2.2 × 1020 ПЦ/г. В ходе радиолиза папаина при 77 К разрыв пептидных связей преобладает над разрывом связей в молекулярных группах аминокислотных остатков, в том числе серосодержащих. В результате в спектрах ЭПР в основном регистрируются радикалы −C=0−C•H−CH2R. В многокомпонентном спектре облученного при 300 К папаина выделен дублет с расщеплениями 1.77 мТ, приписываемый радикалу −C=0−C•H−NH−, образовавшемуся при отрыве водорода от глицинового остатка. Пероксидные радикалы, образующиеся в процессе радиационного окисления при 300 К, не сохраняются в матрице облученного папаина в качестве стабилизированных радикалов и, скорее всего, участвуют во вторичных радиационно – химических процессах с образованием кислородсодержащих продуктов. Отмечена тенденция повышения антирадикальной и антиоксидантной активности папаина с повышением дозы облучения в результате радиационной деструкции пептидной связи с образованием аминокислотных фрагментов, являющихся донорами атома водорода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. В. Токарев

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

И. И. Файнгольд

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Д. А. Полетаева

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. В. Смолина

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

С. В. Демидов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. В. Акимов

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

У. Ю. Аллаярова

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Т. А. Раевская

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

С. Р. Аллаяров

Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sadush@icp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Amri E., Mamboya F. // Am. J. Biochem. Biotechnol. 2012, V. 8. P. 99.
  2. Kamphuis I., Kalk K., Swarte M., Drenth J.J. // Mol. Biol. 1984. V. 179. P. 233.
  3. O´Neil M.J. The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals, 13th Edition, Whitehouse Station, NJ: Merck, 2001.
  4. https://web.archive.org/web/20140715224627/http://www.biozym.de/datasheets/papain.php
  5. Menard R., Khouri H.E., Plouffe C., Dupras R., Ripoll D. // Biochemistry. 1990. V. 29. P. 6706.
  6. Tsuge H., Nishimura T., Tada Y., Asao T., Turk D. // Journal of Biochemicaland Biophysical Research Communications. 1999. V. 266. P. 411.
  7. Guo Z., Mcgill A., Yu L., Li J., Ramirez J., Wang P.G. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 1996. V. 6. P. 573.
  8. Xian M., Chen X., Liu Z., Wang K., Wang P.G. // Journal of Biological Chemistry. 2000. V. 275. P. 20467.
  9. Varca G.H.C., Kadlubowski S., Wolszczak M., Lugão A.B., Rosiak J.M., Ulanski P. // Journal of Biolog. Macromolecules. 2016. V. 92. P. 654.
  10. Аллаяров С.Р., Руднева Т.Н., Демидов С.В., Аллаярова У.Ю., Чекалина С.Д. // Химия высоких энергий. 2024. Т. 58. № 5. С. 397.
  11. Аллаярова У.Ю., Демидов С.В., Блохина С.В., Раевская Т.А., Мищенко Д.В., Омельчук Ю.А., Аллаяров С.Р. // Химия высоких энергий. 2024. Т. 58. № 5. С. 404.
  12. Varca G.H.C., Ferraz C.C.F., Lopes P.S., Mathor M.B., Grasselli M., Lugão A.B. // Radiation Physics and Chemistry. 2014. V. 94. P. 181.
  13. Kedare S.B., Singh R.P. // J Food Sci Technol. 2011. V. 48. P. 412.
  14. Ohkawa N. Ohishi K., Yagi K. // Anal. Biochem. 1979. V. 95. P. 351.
  15. Шарпатый В.А. Радиационная химия биополимеров. М.: Энергоиздат, 1981. С.72.
  16. Sevilla M.D., D’Arcy J.B., Morehouse K.M. // J. Phys. Chem. 1979. V.83. P. 2893.
  17. Пшежецкий С.Я., Котов А.Г., Милинчук В.К., Рогинский В.А., Тупиков В.И. ЭПР свободных радикалов в радиационной химии ЭПР свободных радикалов в радиационной химии. М.: Химия, 1972. С. 309.
  18. Усатый А.Ф., Лазуркин Ю.С. Элементарные процессы химии высоких энергий. М.: Наука, 1965. С. 209.
  19. Garrison W.M., Jayko M.E., Rodgers A.J., Sokol H.A., Bennett-Corniea W. Washington, DC: The National Academies Press, 1968. P. 384.
  20. Кузина С.И., Аллаяров С.Р. // Химия высоких энергий. 2023. Т. 57. С. 384.
  21. Snipes W., Horan P.K. // Radiat. Res. 1967. V. 30. P. 307.
  22. Henriksen T. Electron spin resonance and effects of radiation on biological systems. Washington, DC: The National Academies Press, 1966. Р. 81.
  23. Каюшин Л.П., Львов К.М., Пулатова М.К. Исследование парамагнитных центров облученных белков, М.: Наука, 1970. С. 174.
  24. Милинчук В.К., Клиншпонт Э.Р., Пшежецкий С.Я. Макрорадикалы. М.: Химия, 1980. 264 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость изменения концентрации ПЦ от дозы γ-облучения при 77 К (а) и от температуры нагрева папаина (б), облученного при 77 К дозой 2300 кГр образца.

Скачать (409KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектр ЭПР γ-облученного при температуре 77 К папаина. Доза облучения (кГр): 50 (a), 200 (б), 700 (в), 1700 (г), 2300 (д–и). Температура регистрации (К): 77 (а–е), 223 (ж), 273 (з), 300 (и). Образцы (ж–и) регистрировались в процессе разогрева облученного при 77 К папаина до указанных температур.

Скачать (909KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кинетические кривые накопления парамагнитных центров в папаине в ходе радиолиза при 300 К в вакууме (а) и на воздухе (б).

Скачать (358KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр ЭПР папаина, γ-облученного при температуре 300 К в вакууме (сплошные линии) и на воздухе (пунктирные линии). Доза облучения (кГр): 50 (а), 200 (б), 700 (в), 1700 (г), 2300 (д). Температура регистрации 300 К.

Скачать (613KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры ЭПР папаина, γ-облученного на воздухе при температуре 300 К. Доза облучения (кГр): 50 (a), 200 (б), 3500 (в). Температура регистрации (К): 77 (сплошные линии), 300 (пунктирные линии).

Скачать (536KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Перехват ДФПГ радикала облученным папаином, выраженный в процентах. Дозы γ-облучения (кГр): 0 (а), 250 (б), 500 (в), 1550 (г), 3200 (д).

Скачать (440KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Ингибирование образования малонового диальдегида как индикатора ПОЛ в гомогенате головного мозга мышей при действии облученного папаина. Дозы γ-облучения (кГр): 0 (а), 250 (б), 500 (в), 1550 (г), 3200 (д).

Скачать (434KB)
Метаданные
9. Формула 1

Скачать (30KB)
Метаданные
10. Формула 2

Скачать (10KB)
Метаданные
11. Формула 3

Скачать (11KB)
Метаданные
12. Формула 4

Скачать (10KB)
Метаданные
13. Формула 5

Скачать (3KB)
Метаданные
14. Формула 6

Скачать (5KB)
Метаданные
15. Формула 7

Скачать (5KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025