Фотореактивация - это фотобиологический процесс, направленный на устранение Уф индуцированных летальных фотопродуктов ДНК

ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ И ФОТОЗАЩИТА.

УЧЕБНИКИ

ПЛАН

Действие ультрафиолетового света на биологические мембраны.

КАРАГАНДИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА – медицинской биофизики и информатики

Лекция: Фотореактивация и фотозащита.

ПО ООD 012 МВ 1112 - МЕДИЦИНСКОЙ БИОФИЗИКЕ

ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ: 051301 – «ОБЩАЯ МЕДИЦИНА»

051302 – «СТОМАТОЛОГИЯ

КУРС – 1

Продолжительность 50 минут

Составитель:

доцент, к.б.н.

____________ И.М. Риклефс

Караганда 2007 г.

Утверждена на заседании кафедры

Протокол №_____

от "____"__________200___г

Зав.кафедрой доцент ______________ Б.К. Койчубеков

4. ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ И ФОТОЗАЩИТА.

5.ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО СВЕТА НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ.

6. ФОТОСЕСИБИЛИЗИРОВАННЫЕ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Учебная цель лекции: Показать механизмы действия световых волн различных диапазонов на биологические системы. Определить возможности определения биологического эффекта действия. Показать особенности взаимодействия различных биологически активных соединений с УФ-излучением. Выяснить механизмы защиты от повреждающего действия Уф-излучения.

1 Владимиров Ю.А. с соавт. Биофизика. М., Медицина, 1983.

2 Костюк П.Г. с соавт. Биофизика. Киев, 1988.

3 Рубин А.Е. Биофизика. 1-2 том. М.,1987.

4 Рубин А.Е. Биофизика: Теоретическая биофизика -1 том. – М. Книжный дом «Университет», 2000

5 Рубин А.Е. Биофизика: Биофизика клеточных процессов -2 том. – М. Книжный дом «Университет», 2000

Дополнительная литература

1. Артюхов В.Г., Ковалева Т.А., Шмелев В.П. Биофизика. Воронеж. 1994. 135 с

2. Артюхов В.Г., Путинцева О.В. Оптические методы анализа интактных и модифицированных биологических систем. Воронеж, 1996.

3. Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов. М.Высшая школа.1989.

4. Волькенштейн М.В. Биофизика. М.Наука,1988.

5. Кантор Ч.,Шиммел П. Биофизическая химия в 3 томах. Т. 2.–.М.Мир,1985.

6. Конев С.В., Волотовский И.Д. Фотобиология. Минск. 1979. 383 с.

7. Конев С.В.,Волтовский И.Д.Фотобиология. Минск.БГУ,1974.

8. Мешков В.В., Матвеев А.Б., Основы светотехники, М., Энергоатомиздат, 1989, 431с.

9. Рощупкин Д.И., Артюхов В.Г. Основы фотобиофизики. Воронеж, 1997.

10. Хевиг П. Прикладная квантовая химия.М.Мир,1977.

11. Чепель В.Ф. Основы физики биополимеров. Барнаул, 1996.

Механизм этого процесса предполагает участие специального фоточувствительного фермента фотолиазы, субстратом которого являются только пиримидиновые димеры. Фотореактивация приводит к распаду димеров пиримидина. Кинетические закономерности реакции фотоферментативного расщепления димеров соответствует кинетике классических ферментативных процессов описываемых по схеме Михаэлиса-Ментен.

В случае реакции фотомономеризации димеров каталитический акт в фермент-субстратном комплексе протекает только под действие света (320-500 нм): фотолиаза работает в возбужденном состоянии. При этом, видимо, происходит перенос электрона от фермента к субстрату - димеру. Такую точку зрения подтверждают данные об ингибировании процесса ферментативного фоторасщепления димеров активными акцепторами электронов (KNO₃ и KCl).

Фотозащита.

Помимо фотоферментативного расщепления димеров ДНК (процесс фотореактивации), уменьшить выход этих продуктов в клетках можно с помощью другого фотобиологического процесса - фотозащиты.

Фотозащитный эффект заключается в том, что предварительное облучение клеток длинноволновым Уф светом приводит к значительному уменьшению чувствительности к летальному действию коротковолнового Уф облучения.

Характерная особенность фотозащитного эффекта заключается в том, что для его проявления необходим температурно-зависимый интервал между последовательными воздействиями на клетки длинноволнового и коротковолнового Уф излучения. В этот интервал времени в клетках происходит фотоиндуцированное образования определенного соединения, идентифицированного как 5-окситрипа-мин, или серотонин. Роль данного соединения в качестве основного интермедиата в процессе фотозащиты подтверждается следующими результатами:

1) Фотозащита практически не наблюдается у клеток, дефицитных по предшественникам синтеза серотонина (триптофан и 5-окситриптофан), однако эффект проявляется вновь при их экзогенном введении в клетки.

2) Специфический ингибитор цепи синтеза серотонина полностью снимает эффект фотозащиты.

3) Экзогенно добавленный к клеткам серотонин вызывает эффект защиты от УФ-инактивации, аналогичный фотозащщите, т.е. серотонин обладает фотохимическим действием.