Физико-химические основы биолюминесцентного анализа - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

79
ми величинами изменения энергии Гибса (
e
G
Δ
< 0). При этом
при прочих равных условиях чем меньше величина изменения
стандартной энергии Гиббса
0
e
GΔ , тем более эффективно взаи-
модействие. Ингибирование ферментативных процессов,
включая биолюминесцентные, хорошо известно для тяжелых
металлов, меди и т.д.
Таким образом, воздействие солей металлов на фермента-
тивную биолюминесцентную систему показывает, что ингиби-
рование и активация биолюминесценции - результат
воздействия катионов на процессы миграции электронной
плотности. Поскольку миграция электронной плотности явля-
ется
основой всех элементарных физических и химических
процессов, следовательно, физико-химические характеристики
способности акцептирования электронной плотности ксено-
биотиками (сродство к электрону, редокс-потенциал) интегри-
руют все эффекты ксенобиотиков на сложные биологические
системы.
2.2.3. Влияние молекул на процессы переноса водорода (е
-
+Н
+
) в биолюминесцентной системе
Биолюминесцентная биферментная система включает две
ферментативные реакции:
NADH:FMN-оксидоредуктаза
FMN + NADН → FMNH
-
+ NAD
+
;
Люцифераза
FMNH
2
+ RCHO + O
2
→ FMN + RC00H + H
2
O + hν
В результате 1-й реакции, катализируемой NADH:FMN-
оксидоредуктазой, происходит восстановление FMN с помо-
щью восстанавливающего реагента NADН. Формально процесс
выглядит как присоединение водорода. Однако в таком поляр-
80
ном растворителе, как вода, перенос водорода складывается из
переноса протона и электрона: Н = е
-
+Н
+
. При этом NADH пе-
реходит в NAD
+
, передавая молекуле FMN протон и два элек-
трона с образованием FMNН
-
(депротонированнная форма
восстановленного флавина). В водных растворах при нейтраль-
ных рН восстановленный флавин на 90% состоит из депрото-
нированной формы и только 10% из FMNН
2
, который
образуется в результате отрыва протона от подходящего доно-
ра, например, воды..
Вторая реакция, катализируемая люциферазой, является
биолюминесцентной. В этой реакции восстановленный флавин
и алифатический альдегид окисляются кислородом воздуха. В
результате реакции образуется окисленная форма флавина,
жирная кислота, а также испускается квант света.
Присутствие в системе ксенобиотиков, способных конку-
рировать
с FMN в процессах присоединения водорода в первой
реакции, уменьшает количество восстановленного флавина,
следствием чего становится ингибиро-вание биолюминесцен-
ции. Пример таких соединений-ксенобиотиков – хиноны. Из-
вестно, что хиноны способны специфическим образом менять
кинетику биолюминесценции биферментной системы: в при-
сутствии некоторых из них не только уменьшается интенсив-
ность биолюминесценции (I), но и
появляется период задержки
свечения (индукционный период Т) и увеличивается время вы-
хода на максимум биолюминесценции (t) (рис.21).
t
2

Страницы