Исследователи из Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) в Швейцарии показали, что некоторые пептиды (небольшие белки) могут распадаться под воздействием ультрафиолета, но перед этим проходить через триплетные квантовые состояния, которые могут привести к гораздо большим повреждениям, чем простой распад. Результаты изучения путей деградации белка и способов защиты от воздействия ультрафиолетового излучения изложены в статье, появившейся в JournalofChemicalPhysics.
Исследователи брали пептиды в газовой фазе, которые содержали тирозин или фениланалин, светопоглощающие аминокислоты, которые можно найти в человеческом теле, и подвергали их воздействию ультрафиолетового лазера. Затем использовалась ультрафиолетово-инфракрасная спектроскопия, позволяющая отследить структурные изменения со временем. Оказалось, что вместо немедленного распада некоторые молекулы образовывали промежуточные триплетные состояния.
Обычно электроны образуют пары так, что спин одного направлен в одну сторону, а другого — в другую. Но иногда оба спина могут быть направлены в одну сторону, именно это и называется триплетным состоянием.
«Триплетные состояния долго живут и могут участвовать в опасных химических реакциях, — объяснила Александра Забуга (Aleksandra V. Zabuga), одна из авторов упомянутой статьи. — Долгоживущие — это относительное понятие, они живут не более миллисекунды, но даже за это время могут принести немало вреда. Они могут передать свою энергию близлежащему кислороду и породить высокоактивный синглетный кислород или другие свободные радикалы. Подобные радикалы могут повреждать ДНК и быть гораздо более опасными, чем фрагменты пептидов. Исследовать этот эффект очень интересно, поскольку оказывается, что пептиды не могут защищать себя самостоятельно».
Все знают, что слишком долгое пребывание на Солнце может привести к вредным последствиям для кожи — покраснению, шелушению и т.п. Однако, некоторые последствия могут быть гораздо более глубокими: ультрафиолетовые лучи могут повреждать ДНК и приводить к расщеплению белков в теле на более мелкие, порой опасные части, которые также могут повреждать ДНК, увеличивая риск рака кожи и катаракты. Понимание всех тонкостей механизма происходящего может помочь бороться с этим процесcом.
В ближайшие планы исследователей входит изучение воздействия окружающей среды на обнаруженный эффект. Может быть какие-то аминокислоты или просто вода смогут гасить механизм фрагментации пептидов.
Источник иллюстрации: JournalofChemicalPhysics
Автор: Майкл Камрат
