|
ВЛИЯНИЕ МИКРОВОЛН НА НЕКОТОРЫЕ ГЕМОПРОТЕИДЫ
[Ферменты в экспериментальной и клинической онкологии и радиобиологии:
Труды Ленинградского химико-фармацевтического института. - 1967, Вып. 20, ч. 1. c. 78-82]
Манойлов В.Е., Манойлов С.Е., Комов В.П.,
Дмитриева В.А., Чистякова Е.Н., Панкратов Ю.В., Манойлов Ю.С.
В данной работе авторы поставили перед собой целью выяснить влияние микрорадиоволн определенного диапазона на физико-химические свойства некоторых гемопротеидов − гемоглобина и каталазы. Роль и значение этих соединений в жизнедеятельности животных организмов огромна. В течение ряда лет мы исследовали действие проникающей радиации на эти соединения [1, 2, 3]. Полученные данные указывают на то, что под влиянием проникающей радиации происходит весьма существенные изменения в структуре гемопротеидов. Интересно было сопоставить данные по облучению гемоглобина и каталазы при действии проникающей радиации с действием на эти соединения микрорадноволн. Гемоглобин и каталаза нами были получены из эритроцитов лошади и человека [4, 5]. За действием микрорадиоволн мы следили по состоянию глубины расщепления, по активности каталазы и по изменению спектров в видимой области.
Гемоглобин
Облучению подвергались сухие препараты гемоглобина и каталазы, причем варьировалась как частота микрорадиоволн, так и общая доза облучения гемоглобина. Все определения глубины расщепления гемоглобина проводились по отношению к контролю. Данные представлены в табл. 1.
Из таблицы 1 видно, что глубина расщепления облученных образцов гемоглобина отличается от контроля. Это значит, что под действием радиации происходит фиксированное изменение связи гем-белок, т. е. связи Fe . . . N в молекуле гемоглобина. Нами [6] было изучено действие рентгеновских лучей на гемоглобин и предложен механизм его радиационного поражения. Мы считаем, что лабилизация или разрыв связи гем-белок происходит в результате изменения электронной структуры координационной группы.
Таблица 1
Влияние микрорадиоволн на глубину расщепления гемоглобина
|
№ п/п
|
Время облучения,
часов
|
Длина волн
в мм
|
Глубина расщеп-
ления в %
|
№ серии
гемоглобина
|
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
Контроль
5,5
“
“
“
“
“
“
”
“
|
−
3,4
4,1
3,2
3,3
4,3
4,1
6,7
6,7
4,7
|
58,9
70,0
64,0
68,0
68,0
58,6
68,4
67,0
68,0
7,80
|
Серия № 26
“
“
“
“
“
“
”
“
“
|
По всей вероятности, механизм действия микрорадиоволн определенной частоты сходен с механизмом действия рентгеновских лучей по отношению к молекуле гемоглобина [см. работы данного сборника].
Каталаза
Каталазы представляет собой гемопротеид, простетическая группа которого сходна с простетической группой гемоглобина, с тем лишь исключением, что железо в каталазе находится постоянно в трехвалентной форме.
Каталаза катализирует разложение перекиси водорода на воду и молекулярный кислород. Однако ряд авторов, показал, что помимо этой реакции каталаза может участвовать в сопряженных окислительных процессах [7, 8].
Каталаза является довольно чувствительным ферментом к различного рода лучевым воздействием [3, 9]. В данном исследовании применялась каталаза полученная нами из эритроцитов лошади [4]. Для работы использовались как кристаллические, так и лиофнльно высушенные препараты. Исследовалось влияние различных длин волн и мощностей микрорадиоволн на активность каталазы. Активность фермента определялась нами сначала по методу Эйлера и Иозефсона, затем мы перешли на методику разработанную Бресткиным и Новиковой.
Таблица 2
Влияние микрорадиоволн на каталазу серий С-46, С-49, С-50
|
№ серии каталазы
|
Длина волн в мм
|
% белка
|
Каталитическая
емкость каталазы
|
|
С-46
“
“
“
С-49
“
С-50
“
“
|
3,0
3,8
3,8
3,8
4,0
4,7
5,2
6,7
6,7
|
85,0
85,0
82,0
83,0
34,0
31,8
84,5
83,0
82,0
|
26,0 (контроль)
22.0
21,8
17,9
24,4 (контроль)
16,0
31,9 (контроль)
28,8
26,8
|
Таблица 3
Влияние микрорадиоволн на каталазу серии С-54
|
№ серии каталазы
|
Длина волн в мм
|
% белка
|
Каталитическая
емкость каталазы
|
|
С-54
“
“
“
“
“
|
−
2,6
2,6
3,7
3,6
3,7
|
28.5
27,5
25,1
27,6
26,8
28,0
|
142 (контроль)
145
139
132
149
140
|
Таблица 4
Влияние микрорадиоволн на каталазу серий С-51, С-52
|
№ серии каталазы
|
Длина волн в мм
|
% белка
|
Каталитическая
емкость каталазы
|
|
С-51
“
“
“
C-52
“
“
|
−
3,8
3,8
3,8
−
6,7
6,7
|
30,0
30,0
31,2
31,3
85,0
85,2
85,0
|
97 (контроль)
87
84
81 (контроль)
70
55
|
В табл. 2, 3, 4 представлены выборочные данные по влиянию микрорадиоволн на активность каталазы. Из таблиц видно, что это действие далеко не однозначно. Так, если в табл. 2 и 4 данные показывают, что инактивация каталазы под действием облучения очевидна, то из табл. 3 невозможно вынести такого определенного заключения. Нами [1, 4, 6] на однократно подчеркивалось, что лучевая инактивация каталазы, как и других гемопротеидов зависит от источника получения фермента, метода выделения и даже фактор сезонности играет определенную роль. Известно, что применение самых мягких методов очистки приводит к частичной потере нативности полученного фермента. Более того, применение одного и того же метода вовсе не гарантирует однозначность такого изменения. Поэтому лучевая инактивация каталазы, применительно к рентгеновским лучам неоднозначна и зависит от ряда факторов. Как показало данное исследование, эта особенность сохраняется при замене рентгеновских лучей микрорадиоволнами. Из таблиц видно, что в ряде случаев радиационное поражение выражено более ярко, а иногда во все не проявляется. Из представленных таблиц видно, что микрорадиоволны определенного диапазона инактивируют активный центр каталазы. Как известно, активным центром каталазы является группа гема, состоящая из железа и протопорфиринового кольца, соединенная с белковой частью молекулы. По нашему мнению, [1, 6] инактивация наступает в результате изменения электронной структуры гема, что приводит к лабилизации или полному разрыву связи гем-глобин. Наряду с изучением глубины расщепления и активности оксигемоглобина, мы исследовали и спектры поглощения в видимой области, (рис. 1). Как видно из рисунка спектры гемоглобина изменены после облучения их микрорадиоволнами. Происходит образование метгемоглобина с полосой поглощения 630 ммк или образование свободных порфиринов, т. е. происходит частичное окисление железа. Изучение кинетики образования метгемоглобина в процессе старения показало, что оксигемоглобин, облученный микрорадиоволнами переходит в метгемоглобин быстрее, чем контроль. Аналогичные данные нами были получены и при облучении этих соединений рентгеновскими лучами [10]. Пока трудно сделать какие либо предположения о механизме действия микрорадиоволн. Однако, исходя из сравнения с действием проникающей радиации, можно заключить, что микрорадиоволны так же оказывают действие на связь гем-глобин, являющейся одной из важных связей активного центра таких макромолекул, как гемоглобин и каталаза. В результате данного воздействия, исследуемые гемопротеиды частично теряют способность выполнять свои биологические функции.
|
