Исследование кинетики и механизмов фотохимических реакций с участием триптофана и нуклеотидов методами химической поляризации ядер и лазерного импульсного фотолиза тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат химических наук Снытникова, Ольга Александровна

• Снытникова, Ольга Александровна
• кандидат химических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат химических наук Снытникова, Ольга Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Фотофизика и фотохимия индола, триптофана и их производных.

1.1.1. Спектры поглощения основного состояния.

1.1.2. Возбужденные триплетные состояния.

1.1.2.1. Спектры поглощения.

1.1.2.2. Коэффициенты экстинкции.

1.1.2.3. Выходы интеркомбинационной конверсии.

1.1.2.4. Время жизни.

1.1.3. Свойства радикалов.

1.1.3.1. Радикалы, образующиеся в реакциях окисления.

1.1.3.2. Радикалы, образующиеся в реакциях восстановления.

1.1.4. Реакции синглетного возбужденного состояния.

1.1.4.1. Реакции переноса протона.

1.1.4.2. Фотоионизация индола, триптофана и их производных.

1.2. Фотофизика и фотохимия нуклеиновых кислот и их компонентов.

1.2.1. Строение нуклеиновых кислот.

1.2.2. Спектры поглощения компонентов нуклеиновых кислот.

1.2.3. Фотохимические реакции нуклеиновых кислот и их компонентов.

1.2.4. Применение метода ХПЯ к изучению фотохимических реакций с участием молекул нуклеиновых кислот и их компонентов.

1.3. Постановка задачи.

Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Методы исследования.

2.1.1 Установка лазерного импульсного фотолиза.

2.1.2. Установка химической поляризации ядер с временным разрешением.

2.1.3. рН- и спектрофотометрия.

2.1.4. Актинометрия.

2.2. Материалы и реактивы.

Глава III. ИЗУЧЕНИЕ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ТРИПТОФАНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ.

3.1. Свойства возбужденных состояний триптофана.

3.1.1. Спектроскопические характеристики интермедиатов триптофана.

3.1.2. Кинетические характеристики.

3.1.3. Измерение квантового выхода триплета триптофана.

3.1.4. Константы скорости и квантовые выходы.

3.1.5. Природа короткоживущего интермедиата.

3.2. Фотоионизация триптофана.

3.2.1. Предшественник фотоионизации триптофана.

3.2.2. Зависимость выхода фотоионизации от энергии лазерного облучения.

3.2.3. Зависимость квантового выхода фотоионизации от температуры для N-ацетилтриптофана (NATrpH).

3.2.4. Зависимость квантового выхода фото ионизации от температуры для L-триптофана (L-TrpH).

3.2.5. Зависимость от температуры реакции внутримолекулярного переноса электрона для L-TrpH.

3.2.6. Реакции синглетного состояния триптофана.

3.2.7. Численное моделирование реакций ионизации и ВПП.

3.3. Количественная модель фотолиза триптофана.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование кинетики и механизмов фотохимических реакций с участием триптофана и нуклеотидов методами химической поляризации ядер и лазерного импульсного фотолиза»

Жизнь на Земле возникла и развивалась благодаря поглощению излучения. Несколько миллиардов лет назад под действием солнечного ультрафиолетового излучения, свободно проникавшего сквозь первозданную разбавленную атмосферу нашей планеты, ионизирующих излучений радиоактивных элементов и тепла вулканов синтезировались сложные органические молекулы, и началась пребиотическая эволюция, приведшая к созданию анаэробных организмов. Фотосинтез возник и стал развиваться позже, когда в земной атмосфере появились кислород и озон, защищающие поверхность планеты от воздействия солнечной УФ-радиации. В это время гетеротрофы - организмы, использовавшие для своего питания органические соединения, синтезируемые под действием ультрафиолетового излучения, исчезли, уступив свое место автотрофам -организмам, содержащим порфирины и обладающим способностью синтезировать собственную пищу, поглощая энергию видимого света. Фотосинтез снабжал и до сих пор снабжает все живые организмы энергией, необходимой для развития. Солнечный свет к тому же позволяет многим живущим организмам видеть свое окружение. Однако ионизирующее, ультрафиолетовое или видимое излучения оказывают и вредное воздействие на жизнедеятельность клеток. Они способны повреждать биологические молекулы, что приводит к изменению их активности или гибели клетки.

Белки, составляющими которых являются аминокислоты, участвуют во многих биологических процессах, а ультрафиолетовое излучение и ионизирующая радиация изменяют многие их свойства. С точки зрения фотобиологии триптофан наиболее важен, так как его спектр поглощения основного состояния перекрывается со спектром солнечной радиации, достигающей земной поверхности. Поэтому его фотовозбуждение может приводить к таким процессам, как фотоинактивация ферментов и фотоиндуцированное повреждение белков, приводящие к развитию различных заболеваний, в первую очередь кожи и органов зрения. Очевидно, что фотохимические реакции водных растворов триптофана могут существенно отличаться от реакций, протекающих в живых организмах. Это связано с тем, что, во-первых, в живых клетках триптофанильные остатки находятся в составе белковых молекул, а, во-вторых, реакции в молекулярно-организованных средах (которыми являются биологические растворы) могут отличаться от реакций в гомогенных растворах. Тем не менее, исследование фотовозбужденных состояний триптофана и их реакций является важным шагом для понимания механизмов фотохимических реакций, протекающих в живой природе. В связи с этим в течение последних десятилетий фотохимия триптофана активно изучалась рядом научных коллективов. Однако, несмотря на это, до сих пор не существует детального количественного описания фотохимических реакций с участием этой аминокислоты.

Наиболее тяжелые последствия воздействия избыточного УФ облучения для людей связаны с повреждениями молекул нуклеиновых кислот. Реакции, вызванные прямым облучением структурных элементов нуклеиновых кислот - нуклеотидов ионизирующим или жестким ультрафиолетовым облучением, изучены достаточно хорошо. Однако основную опасность повреждения ДНК и РНК представляет не прямой, а сенсибилизированный фотолиз, так как сами нуклеиновые кислоты в видимом и ближнем УФ диапазонах прозрачны. Известно, что некоторые аминокислоты (триптофан, тирозин) способны поглощать свет в области длин волн 280-300 нм (то есть в диапазоне солнечного света) с образованием высокореакционных интермедиатов. Поскольку в живых организмах белки связываются с молекулами нуклеиновых кислот (например, в процессе транскрипции), то образующиеся интермедиаты могут вступать в реакции с азотистыми основаниями нуклеиновых кислот и вызывать химические повреждения последних. В связи с этим возникает необходимость в исследовании фотохимических реакций, вызванных облучением аминокислот, наиболее интенсивно поглощающих в области ближнего УФ диапазона (в первую очередь триптофана), в присутствии различных нуклеотидов. Таким образом, исследование свойств интермедиатов, образующихся при фотолизе растворов как самого триптофана, так и в присутствии нуклеотидов, имеет фундаментальное значение для фотохимии и фотобиологии.

В настоящее время взаимодействие излучений с биомолекулами является главным объектом исследования многих научных дисциплин, использующих различные методы. Основным вопросом всех исследований, прежде всего, является выяснением механизма реакций. Важнейшую роль в изучении механизмов фотохимических реакций с участием биомолекул играют современные кинетические методы. Как правило, эти методы основаны на импульсном возбуждении химической реакции с последующей регистрацией временной эволюции как исходных реагентов и конечных продуктов реакции, так и промежуточных частиц, возникающих в ходе реакции. Для импульсного инициирования реакции используют реакторы быстрого смешивания (для реакций смешения), а также импульсное облучение образца светом лазера или потоком ионизирующих частиц (для фото- и радиохимических реакций). Для регистрации проходящих в исследуемой системе изменений используется большое количество различных методов, среди которых важное место занимают методы спиновой химии. Эти методы основаны на использовании явлений спиновой поляризации (ХПЯ - химическая поляризация ядер и ХПЭ - химическая поляризация электронов), возникающей в ходе радикальных химических реакций. Ядерная поляризация формируется за наносекунды в продуктах геминальной рекомбинации, но сохраняется в диамагнитных продуктах реакции в течение времени ядерной релаксации (порядка секунды) и может быть использована как спиновая селективная неразрушающая метка на молекуле биополимера. К преимуществу этого метода относится также его более высокая чувствительность по сравнению с обычными методами ЭПР и ЯМР, связанная с высокой степенью поляризации исследуемых образцов. Кроме того, современные методы позволяют проводить исследование кинетики формирования спиновой поляризации в микросекундном и субмикросекундном временных диапазонах, что в сочетании со спектральной информативностью, свойственной ЭПР и ЯМР, делает эти методы незаменимыми при исследовании механизмов быстрых радикальных реакций. Информация о механизме реакции может быть получена из анализа знаков, амплитуды и кинетики формирования сигналов поляризации. Поскольку спектры ХПЯ возникают в результате взаимодействий радикальных частиц, детальное изучение этих спектров и кинетики их эволюции позволяет сделать важные выводы о магнитных и кинетических свойствах этих интермедиатов. Следует заметить, что каждый метод сам по себе способен дать только ограниченную информацию о механизме исследуемой реакции, и для детального исследования необходимо комплексное использование ряда методов.

Настоящая работа посвящена исследованию кинетики и механизмов фотохимических реакций с участием структурных элементов биологических молекул -аминокислот и нуклеотидов, а также изучению свойств и взаимодействий короткоживущих промежуточных частиц, возникающих в ходе этих реакций. Исследования проводились с использованием комплексного подхода, основанного на совместном применении магнитнорезонансного и оптического методов: метода ХПЯ с временным разрешением и метода лазерного импульсного фотолиза (ЛИФ).

Цель диссертационной работы состояла в определении физико-химических свойств интермедиатов, образующихся при фотолизе триптофана, в установлении механизма реакций этих интермедиатов с нуклеотидами и определении свойств образующихся радикалов, в выяснении влияния параметров среды (рН, температура) на эти реакции, а также в установлении механизма фотохимических реакций между одним из нуклеотидов и фотовозбужденными аза-ароматическими красителями и механизмов формирования ХПЯ в этих реакциях.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Снытникова, Ольга Александровна

5.3. Заключение.

При проведении фотолиза растворов триптофана (ТгрН) в присутствии нуклеотидов обнаружено, что две промежуточные частицы (триплет и сольватированный электрон) вступают в химические реакции с нуклеотидами. Установлен механизм и определены константы скорости реакции тушения триплета ТгрН различными нуклеотидами (5'-ГМФ, 5'-АМФ, 5'-ЦМФ, 5'-УМФ), значения которых лежат в о 11 интервале (0.56-s-5.7)xl0 М" с" . Тушение триплетного ТгрН уридин-5'-монофосфатом является химической реакцией, то есть реакцией образования радикалов. Определен квантовый выход их образования. Для остальных нуклеотидов осуществляется физическое тушение триплета триптофана, в результате чего образуются исходные молекулы реагирующих веществ. Восстановление 5'-АМФ сольватированным электроном приводит к образованию N - протонированного радикала ANH*, который затем превращается в С - протонированный АСН*. В спектрах ХПЯ, полученных во время облучения растворов триптофана в присутствии 5'-АМФ, поляризация наблюдается на N-протонированном радикале.

Изучены свойства короткожнвущнх интермедиатов, образующихся при фотолизе водных растворов триптофана. Исследованы зависимости от рН среды времени жизни триплетного состояния триптофана, а также квантового выхода формирования триплетов. Установлено, что основным каналом гибели синглетного фотовозбужденного состояния является его протонирование с последующей быстрой интеркомбинационной конверсией в триплетное состояние. В нейтральной среде протонирование происходит за счет внутримолекулярного переноса протона от NH3+ группы, а в кислых растворах - через растворитель. Установлено время жизни и спектр поглощения протонированного триплета триптофана. Определена константа диссоциации триплетного триптофана и нижняя граница константы диссоциации синглетного фотовозбужденного триптофана.

Изучен механизм фотоионизации триптофана под действием ультрафиолетового излучения. Установлены температурные зависимости для квантовых выходов фотоионизации и фотоиндуцированного внутримолекулярного переноса протона. Показано, что при комнатной температуре основным предшественником фотоионизации является предфлуоресцентное нерелаксированное состояние S*, при увеличении температуры возрастает вклад в ионизацию от релаксированного состояния Si. Определены аррениусовские параметры для константы скорости фотоионизации из синглетного возбужденного состояния Si и для константы скорости внутримолекулярного переноса протона.

Установлены механизмы фотохимических реакций между 2,2'-дипиридином и 5'-ГМФ, а также механизм формирования ХПЯ в этих реакциях. Показано, что тушение триплетного дипиридина нуклеотидом происходит через перенос электрона в кислых и щелочных растворах, в диапазоне 5.8<рН<9.4 тушение предположительно происходит по механизму переноса атома водорода. Определены значения констант скорости тушения триплета 2,2'дипиридина различными формами нуклеотида. Показано, что на кинетику сигналов ХПЯ нуклеотида сильное влияние оказывает реакция вырожденного электронного обмена (ВЭО), определены константы скорости этого процесса в кислых и щелочных условиях.

Установлен механизм и определены значения констант скорости реакции тушения триплета ТгрН различными нуклеотидами (5'-ГМФ, 5'-АМФ, 5'-ЦМФ, 5'-УМФ). Установлено, что тушение триплетного ТгрН уридин-5'-монофосфатом является химической реакцией, то есть реакцией образования радикалов. Определен квантовый выход их образования. Для остальных нуклеотидов осуществляется физическое тушение триплета триптофана, в результате чего образуются исходные молекулы реагирующих веществ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Снытникова, Ольга Александровна, 2004 год

1. D.B. Wetlaufer, Adv. Protein Chem., 17 (1962) 303.

2. A.D. McLaren, O. Hidalgo-Salvatierra, "Quantum yields for enzyme inactivation and the amino acid composition of proteins", Photochem. Photobiol., 3 (1964) 349.

3. S. Zigman, Photochem. Photobiol., 26 (1977) 437.

4. Ч.Р. Кантор, П.Р. Шиммел, Биофизическая химия. В 3-х т., М.: Мир, 1984.

5. Е. Gudgin, R. Lopez-Delgado, W.R. Ware, "The tryptophan fluorescence lifetime puzzle. A study of decay times in aqueous solution as a function of pH and buffer composition", Can. J. Chem., 59 (1981) 1037-1044.

6. D.M. Rayner, A.G. Szabo, "Time resolved fluorescence of aqueous tryptophan", Can. J. Chem., 56 (1978) 743-745.

7. R.J. Robbins, G.R. Fleming, G.S. Beddard, G.W. Robinson, PJ. Thistlethwaite, G.J. Woolfe, "Photophysics of aqueous tryptophan: pH and temperature effects", J. Am. Chem. Soc. 102 (1980) 6271-6279.

8. D.V. Bent, E. Hayon, "Excited state chemistry of aromatic amino acids and related peptides. Ш. Tryptophan", J. Am. Chem. Soc. 97 (1975) 2612-2619.

9. F.D. Bryant, R. Santus, L.I. Grossweiner, "Laser flash photolysis of aqueous tryptophan", J. Phys. Chem. 79 (1975) 2711-2716.

10. R. Santus, L.I. Grossweiner, "Primary products in the flash photolysis of tryptophan", Photochem. Photobiol., 15 (1972) 101-105.

11. W.A. Volkert, R.R. Kuntz, C.A. Ghiron, R.F. Evans, "Flash photolysis of tryptophan and N-acetyl-L-tryptophanamide; the effect of bromide on transient yields", Photochem. Photobiol. 26 (1977) 3-9.

12. M.L. Posener, G.E. Adams, P. Wardman, R.B. Cundall, J. Chem. Soc. Faraday Trans. П 72 (1976)2231.

13. C. Pernot, L. Lindqvist, "Laser photolysis of indole in cyclohexane", J. Photochem. 6 (1976/1977) 215-220.

14. R. Klein, I. Tatischeff, M. Bazin, R. Santus, "Photophysics of indole. Comparative study of quenching, solvent, and temperature effects by laser flash photolysis and fluorescence", J. Phys. Chem. 85 (1981) 670-677.

15. T. Medinger, F. Wilkinson, Trans. Faraday Soc. 61 (1965) 620.

16. J. Moan, Israel J. Chem. 9 (1971) 637.

17. M.L. Saviotti, W.C. Galley, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 71 (1974) 4154.

18. A.L. Kwiram, In 'Triplet State ODMR Spectroscopy"; R.H. Clarke, Ed.; Wiley: New York, 1982, p. 427.

19. S. Papp, J.M. Vanderkooi, "Tryptophan phosphorescence at room temperature as a tool to study protein structure and dynamics", Photochem. Photobiol. 49 (1989) 775-784.

20. N.E. Geacintov, H.C. Brenner, "The triplet state as a probe of dynamics and structure in biological macromolecules", Photochem. Photobiol. 50 (1989) 841-858.

21. A.H. Maki, Methods Enzymol. 246 (1995) 610.

22. A. Gershenson, A. Gafiii, D. Steel, "Comparison of the time-resolved absorption and phosphorescence from the tryptophan triplet state in proteins solution", Photochem. Photobiol. 67 (1998) 391-398.

23. P. Cioni, Biophys. Chem. 87 (2000) 15.

24. G.B. Strambini, M. Gonelli, "Tryptophan phosphorescence in fluid solution", J. Am. Chem. Soc. 117 (1995) 7646-7651.

25. L.J. Lapidus, W.A. Eaton, J. Hofrichter, "Measuring the rate of intramolecular contact formation in polypeptides", Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (2000) 7220-7225.

26. R.V. Bensasson, E.J. Land, T.G. Truscott, Flash Photolysis and Pulse Radiolysis. Contributions to the Chemistry of Biology and Medicine. Pergamon Press, Oxford, 1983.

27. P.N. Moorthy, E. Hayon, "Intermediates Produced from the One-Electron Reduction of Nitrogen Heterocyclic compounds in Solution" J. Phys. Chem. 78 (1974) 2615-2620.

28. E. Hayon, M. Simic, "Acid-Base Properties of Organic Peroxy Radicals, OORH, in Aqueous Solution", J. Am. Chem. Soc. 95 (1973) 6681-6684.

29. J. Feitelson, E. Hayon, A. Treinin, "Photoionization of phenols in water. Effects of light intensity, oxygen, pH, and temperaturre", J. Am. Chem. Soc. 95 (1973) 1025-1029.

30. J.L. Redpath, R. Santus, J. Ovadia, L.I. Grossweiner, Int. J. Radiant. Biol. 28 (1975) 243.

31. R.C. Armstrong, A.J. Swallow, "Pulse- and gamma-radiolysis of aqueous solution of tryptophan", Radiat. Res. 40 (1969) 563-579.

32. M. Faraggi, A. Bettelheim, "The reaction of the hydrated electron with amino acids, peptides, and proteins in aqueous solutions", Radiat. Res. 72 (1977) 81-88.

33. R. Santus, M. Bazin, M. Aubailly, "Nature, identification and properties of intermediates produced by UV excitation of indole derivatives at low and room temperature", Rev. Chem. Intermed. 3 (1980) 231-283.

34. В.И. Слесарев, Химия. Основы химии живого. Учебник для вузов, ХИМИЗДАТ, 2000.

35. J. Feitelson, Isr. J. Chem. 8 (1970) 241.

36. I. Saito, H. Sugiyama, A. Yamamoto, S. Muramatsu, T. Matsuura, "Photochemical hydrogen-deuterium exchange reaction of tryptophan. The role in nonradiative decay of singlet tryptophan", J. Am. Chem. Soc. 106 (1984) 4286-4287.

37. H. Shizuka, M. Serizawa, H. Kobayashi, K. Kameta, H. Sugiyama, T. Matsuura, I. Saito, "Excited-state behavior of tryptamine and related indoles. Remarkably efficient intramolecular proton-induced quenching", J. Am. Chem. Soc. 110 (1988) 1726-1732.

38. H. Shizuka, M. Serizawa, T. Shimo, I. Saito, T. Matsuura, "Fluorescence-quenching mechanism of tryptophan. Remarkably efficient internal proton-induced quenching and charge-transfer quenching", J. Am. Chem. Soc. 110 (1988) 1930-1934.

39. H.-T. Yu, W.J. Colucci, M.L. McLaughlin, M.D. Barkley, "Fluorescence quenching in indoles by excited-state proton transfer", J. Am. Chem. Soc. 114 (1992) 8449-8454.

40. Y. Chen, B. Liu, M.D. Barkley, "Trifluoroethanol quenches indole fluorescence by excited-state proton transfer" J. Am. Chem. Soc. 117 (1995) 5608-5609.

41. A.D. McLaren, D. Shugar, Photochemistry of Proteins and Nucleic Acids. MacMillan, New York, 1964.

42. M. Bazin, J.Pierre, P.Debey, R. Santus, Eur. J.Biochem. 124 (1982) 539-544.

43. J. Dillon, D.Roy, A. Spector, Exp. Eye Res. 41 (1985) 53-60.

44. J.A. Shauerte, A. Gafiii, Biochem. Biophys. Res. Commun. 212 (1995) 9p0-905.

45. M.J. Devies, R.J.W. Truscott, "Photo-oxidation of proteins and its role in cataractogenesis", J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 63 (2001) 114-125

46. E. Amouyal, A.Bernas, D. Grand, "On the photoionization energy threshold of tryptophan in aqueous solutions", Photochem. Photobiol. 29 (1979) 1071-1077.

47. U. Lachish, A. Shafferman, G. Stein, "Intensity dependence in laser flash photolysis experiments: hydrated electron formation from ferrocyanide, tyrosine and tryptophan", J. Chem. Phys. 64 (1976) 4205-4211.

48. B. Finnstroem, F. Tfibel, L. Lindqvist, "One- and two-proton ionization of aqueous tryptophan by the harmonics of the Nd laser", Chem. Phys. Letters 71 (1980) 312-316.

49. D.N. Nikogosyan, H. Gorner, "Photolysis of aromatic amino acids in aqueous solution by nanosecond 248 and 193 nm laser light", J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 13 (1992) 219-234.

50. M. Bazin, L.K. Patterson, R. Santus, "Direct observation of monophotonic photoionization in tryptophan by excited by 300-nm radiation. A laser photolysis study", J. Phys. Chem. 87 (1983) 189-190.

51. H.B. Steen, "Wavelength dependence of the quantum yield of fluorescence and photoionization of indoles", J. Chem. Phys. 61 (1974) 3997-4002.

52. J. Feitelson, "The formation of hydrated electrons from the excited state of indole derivatives", Photochem. Photobiol. 13 (1971) 87-96.

53. A. Bernas, D. Grand, E. Amouyal, "Photoionization of solutes and conduction band edge of solvents. Indole in water and alcohols", J. Phys. Chem. 84 (1980) 1259-1262.

54. F. Saito, S. Tobita, H. Shizuka, "Photoionization mechanism of aniline derivatives in aqueous solution studied by laser flash photolysis", J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 106 (1997), 119-126.

55. C. Pigault, D. Gerard, G. Laustriat, in: Proceedings of 10th International Conference on Photochemistry, Iraklion, Greece, 6-12 September 1981.

56. J.C. Mialocq, E. Amouyal, A. Bernas, D. Grand, "Picosecond laser photolysis of aqueous indole and tryptophan", J. Phys. Chem. 86 (1982) 3173-3177.

57. J. Peon, G.C. Hess, J.-M.L. Pecourt, T. Yuzawa, B. Kohler, "Ultrafast photoionization dynamics of indole in water", J. Phys. Chem. 103 (1999) 2460-2466.

58. L.I. Grossweiner, A.M. Brendzel, A. Blum, "Multiple pathways of tryptophan photoionization", Chem. Phys. 57 (1981) 147-155.

59. F. Gai, R.L. Rich, J.W. Petrich, "Monophotonic ionization of 7-azaindole, indole and their derivatives and the role of overlapping excited states", J. Am. Chem. Soc. 116 (1994) 735-746.

60. L.I. Grossweiner, Y. Usui, "Flash photolysis and inactivation of aqueous lysozyme", Photochem. Photobiol. 13 (1971) 195-214.

61. H. Templer, PJ. Thistlethwaite, "Flash photolysis of aqueous tryptophan, alanyl tryptophan and tryptophyl alanine", Photochem. Photobiol., 23 (1976) 79-85.

62. J.F. Baugher, L.I. Grossweiner, "Photolysis mechanism of aqueous tryptophan", J. Phys. Chem. 81 (1977) 1349-1354.

63. R.F. Evans, R.R. Kuntz, W.A. Volkert, C.A. Ghiron, Photochem. Photobiol. 27 (1978) 511.

64. E.V. Khoroshilova, Y.A. Repeyev, D.N. Nikogosyan, "UV photolysis of aromatic amino acids and related dipeptides and tripeptides", J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 7 (1990) 159-172.

65. G.A. Papadantonakis, K.L. Stevenson, P.R. LeBreten, "Evidence of temperature dependent activation barriers for near-threshold aqueous photoionization of 2'-deoxyguanosine and tryptophan", Chem. Phys. Letters 346 (2001) 97-102.

66. Tatischeff, R. Klein, "Influence of the environment on the excitation wavelength dependence of the fluorescence quantum yield of indole", Photochem. Photobiol. 22 (1975) 221-229.

67. J. Eisinger, G. Navon, "Fluorescence quenching and isotope effect of tryptophan", J. Chem. Phys. 50 (1969) 2069-2077.

68. E.P. Kirby, R.F. Steiner, "The influence of solvent and temperature upon the fluorescence of indole derivatives", J. Phys. Chem. 74 (1970) 4480-4490.

69. L.P. McMahon, W.J. Colucci, M.L. McLaughlin, M.D. Barkley, "Deiterium isotope effects in constrained tryptophan derivatives: implication for tryptophan photophysics", J. Am. Chem. Soc. 114 (1992) 8442-8448.

70. L. Jian, W.F. Wang, Z.D. Zheng, S.D. Yao, J.S. Zhang, N.Y. Lin, "Reactive intermediates in laser photolysis of guanosine", Res. Chem. Intermed. 15 (1991) 293301.

71. Z.H. Zuo, S.D. Yao, J. Luo, W.F. Wang, J.S. Zhang, N.Y. Lin, "Laser photolysis of cytosine, cytidine and dCMP in aqueous solution", J. Photochem. Photobiol. В.: Biol. 15 (1992)215-222.

72. N.Y. Lin, "Excitation transfer, charge transfer and hydrogen abstraction reaction, kinetic studies of modification of DNA components", Radiant. Phys. Chem. 47 (1996) 209-212.

73. J.H. Ma, W.Z. Lin, W.F. Wang, Z.H. Han, S.D. Yao, N.Y. Lin, "Triplet transfer mechanism for electron transfer oxidation of DNA", J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 57 (2000) 76-81.

74. D. Creed, "The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-I. Tyrosine and its simple derivatives": Photochem. Photobiol. 39 (1984) 563-575.

75. D. Creed, "The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-I. Tryptophan and its simple derivatives" Photochem. Photobiol. 39 (1984) 537562.

76. D. Creed, "The photophysics and photochemistry of the near-UV absorbing amino acids-I. Cystine and its simple derivatives", Photochem. Photobiol. 39 (1984) 577-583.

77. S. Steenken, "Purine Bases, Nucleosides, and Nucleotides: Aqueous Solution Redox Chemistry and Transformation Reaction of Their Radical Cations and e and OH Adducts" Chem. Rev. 89 (1989) 503-520.

78. J. Cadet, P. Vigny, Bioorganic photochemistry, Vol. 1, Photochemistry and the Nucleic Acids; H. Morrison, Ed., New York: Willey 1990.

79. D.V. Bent, E. Hayon, "Excited state chemistry of aromatic amino acids and related peptides. I. Tyrosine", J. Am. Chem. Soc. 97 (1975) 2599-2606.

80. D.V. Bent, E. Hayon, "Excited state chemistry of aromatic amino acids and related peptides. I. Phenylalanine", J. Am. Chem. Soc. 97 (1975) 2606-2612.

81. Yu.P Tsentalovich, O.A. Snytnikova, R.Z. Sagdeev, "Properties of exited states of aqueous tryptophan", J. Photochem. Photobiol. A: Chem., 162 (2004) 371-379.87. von Sonntag, G.: The Chemical Basis of Radiation Biology, London: Taylor and Francis 1987.

82. G.V. Buxton, C.L. Greenstock, W.P. Helman, A.B. Ross, "Critical review of rate constants for reaction of hydrated electrons, hydrogen atoms and hydroxy. radicals (OH/O ) in aqueous solution", J. Phys. Ref. Data 17 (1988) 513-886.

83. A.J. Bertichamps, J. Huttermann, W. Kohnlein, R. Teoule, Eds.: Effects of Ionizing Radiation on DNA, Berlin: Springer 1978.

84. J. Huttermann in: Radical Ionic Systems; Lund A., Shiotani M, Eds, Boston: Kluwer Academic 1991.

85. W.A. Bernhard, "Sites of electron trapping in DNA as determined by ESR of one-electron-reduced oligonucleotides": J. Phys. Chem. 93 (1989) 2187-2189.

86. J. Barnes, W.A. Bernhard, K.R. Mercer, Radiat. Res. 126 (1991) 104-107.

87. S.V. Jovanovic, M.G. Simic, "One-electron redox potentials of purines and pyrimidines", J. Phys. Chem. 90 (1986) 974-978.

88. S. Steenken, J.P. Telo, H.M. Novais, L.P. Candeias, "One-electron-reduction potentials of pyrimidine bases, nucleosides and nucleotides in aqueous solution. Consequences for DNA redox chemistry", J. Am. Chem. Soc. 114 (1992) 4701-4709 (1992).

89. M. Faraggi, F. Broitman, J.B. Trent, M.H. Klapper, "One-electron oxidation reactions of some purine and pyrimidine bases in aqueous solutions. Electrochemical and pulse radiolysis studies", J. Phys. Chem. 100 (1996) 14751-14761.

90. S. Steenken, S. V. Jovanovic "How easily oxidizable is DNA? One-electron reduction potentials of adenosine and guanosine radicals in aqueous solution", J. Am. Chem. Soc. 119(1997) 617-618.

91. L. P. Candeias, S. Steenken "Structure and acid-base properties of one-electron-oxidized deoxyguanosine, guanosine and 1-methylguanosine", J. Am. Chem. Soc. Ill (1989) 1094-1099.

92. R. Arce, J. Rivera "Internal heavy-atom effect on the photophysics and photocnemistry of 2-styrylantracene", J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 49 (1989) 219-237.

93. J. Schmidt, D. Borg "Free Radicals from purine nucleosides after hydroxyl radical attack", Radiat. Res. 65 (1976) 220-237.

94. M. D. Shetlar "Photochemical and free radical initiated reactions of 1,3-dimethylthymine with isopropanol", Photochem. Photobiol. 29 (1979) 253-259.

95. E.F. McCord, R.R. Bucks, S.G. Boxer "Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization Studies of the Reaction between Photoexcited Flavins and Tryptophan Derivatives at 360 MHz", Biochemistry 20 (1981) 2880-2888.

96. E.F. McCord, K.M. Morden, A. Pardi, I. Tinoco, Jr. and S.G. Boxer "Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization Studies of Guanosine in Nucleotides, Dinucleotides, and Oligonucleotides", Biochemistry 23 (1984) 1926-1934.

97. R. M. Scheek, S. Stob, T. Schleich, N. С. M. Alma, C. W. Hilbers, R. Kaptein, "Photo-CIDNP Study of Adenosine 5'-Monophosphate. Pair-Substitution Effects due to Cation Radical Deprotonation", J. Am. Chem. Soc. 103 (1981) 5930-5932.

98. R. Kaptein, K. Nicolay, K. Dijkstra, "Photo CIDNP in nucleic acid bases and nucleotides", J. Chem. Soc., Chem. Commun. (1979) 1092-1094.

99. M. D. Sevilla, J. B. D'Arcy, К. M. Morehouse, M. L. Engelhardt "An EPR study of ideation radicals in dinucleoside phosphates and DNA produced by photoionization", Photochem. Photobiol. 29 (1979) 37-42.

100. R. Kaptein, "Photo CIDNP studies of proteins" In Biological Magnetic Resonance, ed. L. J. Berliner and J. Reuben, Plenum Press, New York, 1982,4, p. 145-191.

101. R. Kaptein, K. Dijkstra, K. Nicolay, "Laser photo CIDNP as a surface probe for proteins in solution", Nature 274 (1978) 293-294.

102. R. Kaptein, "Structural information from photo CIDNP in proteins" In NMR Spectroscopy in Molecular Biology, ed. B. Pullman, Reidel, Dordrecht, 1978, p. 211229.

103. P. J. Hore, R. W. Broadhurst, "Photo CIDNP in biopolymers", Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 25 (1993) 345-402.

104. L. T. Muus, P. W. Atkins, K. A. McLauchlan, J. B. Pedersen, Chemically Induced Magnetic Polarization, Reidel, Dortrecht, 1977.

105. К. M. Salikhov, Yu. N. Molin, R. Z. Sagdeev, A. L. Buchachenko, Spin Polarization and magnetic Field Effects in Radical Reactions, Elsevier, Amsterdam, 1984.

106. E. F. McCord, К. M. Morden, I. Tinoco, Jr. and S. G. Boxer "Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization Studies of Yeast tRNAPhe", Biochemistry 23 (1984) 1935-1939.

107. S. Stob, R. M. Scheek, R. Kaptein, "Photo-CIDNP in guanine nucleic acid derivatives, A mechanistic study", Photochem. Photobiol. 49 (1989) 717-723.

108. S. Stob, R. Kaptein, "Photo CIDNP of the amino acids", Photochem. Photobiol. 49 (1989) 565-577.

109. M. Katahira, R. Sakaguchi-Katahira, F. Hayasni, S. Uesugi, Y. Kyogoku, "Photochemically Induced Dynamic Nuclear Polarization studies of oligonucleotide duplexes", J. Am. Chem. Soc. 113 (1991) 8647-8651.

110. G. L. Closs, R. J. Miller, "Laser Flash Photolysis with NMR detection microsecond time resolve CIDNP separation of geminate and random phase processes", J. Am. Chem. Soc. 101 (1979) 1639-1641.

111. I.F. Molokov, Yu.P. Tsentalovich, A.V. Yurkovskaya, R.Z. Sagdeev, "Investigation of the photo-Fries rearrangement reactions of 1- and 2- naphthyl acetates" J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry 110 (1997) 159-165.

112. Yu.P. Tsentalovich, L.V. Kulik, N.P. Gritsan, A.V. Yurkovskaya, "Solvent effect on the rate of p-scission of the tert-butoxyl radical", J. Phys. Chem. A 102 (1998) 7975-7980.

113. S. Schaublin, A. Honener, R.R. Ernst "Fourier spectroscopy of nonequilibrium states, application to CIDNP, Overhauser experiments and relaxation time measurements", J.Magn.Reson. 13 (1974) 196-216.

114. R. J. Miller, G. L. Closs "Application of Fourier transform NMR spectroscopy to submicrosecond time-resolved detection in laser flash photolysis ", Rev. Sci. Instrum. 52 (1981) 1876 1885.

115. W. G. Clark "Pulsed nuclear resonance apparatus", Rev. Sci. Instrum. 35 (1964) 316333.

116. J.D. Ellett, M. D. Gibby, U. Haeberien, L. M. Huber, U. Mehring, A. Pines, J.S. Waugh "Spectrometers for multiple-pulse NMR" Adv. Magn. Reson.5 (1971) 117-176.

117. G. E. Janes, H. Stemlight "Fourier transform nuclear magnetic resonance, I. Repetitive pulses" J. Magn. Reson. 6 (1972) 167-182.

118. А. Абрагам "Ядерный магнетизм", ИЛ, Москва, 1963.

119. H.D. Hill, R.E. Richards "Limits of measurements in magnetic resonance", J. Phys. E Ser.2, 1 (1986) 977-983.

120. D. Shaw "Fourier transform NMR spectroscopy", Elsevier, Amsterdam, 1976.

121. Т. Фаррар, Э. Беюсер "Импульсная и фурье спектроскопия ЯМР", Мир, Москва, 1973

122. R. Bensasson, E.J. Land, "Triplet-triplet extinction coefficients via energy transfer", Trans. Faraday Soc. 67 (1971) 1904-1915.

123. B. Amand, R. Bensasson, "Determination of triplet quantum yields by laser flash absorption spectroscopy", Chem. Phys. Letters 34 (1975) 44-48.

124. R.F. Evans, C.A. Ghiron, W.A. Volkert, R.R. Kuntz, "Flash photolysis of N-acetyl-L-tryptophanamine; acg-basic equilibrium of the radical transients", Chem. Phys. Letters 42 (1976) 43-45.

125. R.S. Shetiya, K.N. Rao, J. Shankar, "Determination of rate constants for the reactions of H, OH, and e"aq with indole-3-acetic acid and other plant hormones", Radiat. Effects 14 (1972) 185-189.

126. Y.Tal, M. Faraggi, "The reaction of the hydrated electron with amino acids, peptides, and proteins in aqueous solutions. I. Factors affecting the rate constants", Radiat. Res. 62 (1975) 337-346.

127. J. Cygler, G.R. Freeman, "Effects of solvent structure on electron reactivity and radiolysis yields: 2-propanol/water mixed solvents", Can. J. Chem. 62 (1984) 12651270.

128. A. Szutka, J.K. Tomas, S. Gordon, E.J. Hart, "Rate constants of hydrated electron reactions with some aromatic acids, alkyl halides, heterocyclic compounds, and Werner complexes", J. Phys. Chem. 69 (1965) 289-292.

129. M. Anbar, E.J. Hart, "The reactivity of metal ions and some oxy anions toward hydrated electrons", J. Phys. Chem. 69 (1965) 973-977.

130. F. Barat, L. Gilles, B. Hickel, B. Lesigne, "Effect of the dielectric constant on the reactivity of the solvated electron", J. Phys. Chem. 77 (1973) 1711-1715.

131. A.M. Afanassiev, K. Okazaki, G.R. Freeman, J. Phys. Chem. 83 (1979) 1244.

132. G.O. Philips, D.J. Wedlock, O.I. Micic, B.H. Milosavljevic, J.K. Tomas, Radiat. Phys. Chem. 15(1980) 187.

133. K.M. Idriss-Ali, G.R. Freeman, Can. J. Chem. 62 (1984) 2217.

134. K. Kasama, A. Takematsu, S. Arai, "Photochemical reactions of triplet acetone with indole, purine and pyrimidine derivatives", J. Phys. Chem. 86 (1982) 2420-2427.

135. J.L. Redpath, R. Santus, J. Ovadia, L.I. Grossweiner, Int. J. Radiat. Biol. 27 (1975) 201.

136. E.J. Land, W.A. Prutz, Int. J. Radiat. Biol. 32 (1977) 203.

137. S.P. McGlynn, Т. Azumi, M. Kinoshita, In: Molecular Spectroscopy of Triplet State. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1969, p. 159.

138. G. Porter, S.K. Dogra, R.O. Loutfy, S.E. Sugamori, R.W. Yip, J. Chem. Soc. Faraday m Trans. 169 (1973) 1462.

139. M.V. Encinas, E.A. Lissi, J.C. Scaiano, "Photochemistry of aliphatic ketones in polar solvents", J. Phys. Chem. 84 (1980) 948-951.

140. R. Leuschner, H. Fischer, 'Type I cleavage of triplet acetone in solution studied by time-resolved CIDNP", Chem. Phys. Letters 121 (1985) 554-558.

141. Q.H. Song, Y.P. Xu, S.Q. Yu, C.X. Chen, X.X. Ma, W.F. Wang, S.D. Yao, N.Y. Lin, "Characterization of transient species in laser photolysis of aromatic amino acids using acetone as photosensitizer", Sci. in China Series В Chem. 42 (1999) 561-566.

142. P.J. Hore, R. Kaptein, "Proton Nuclear Magnetic Resonance Assignments and surface accessibility of tryptophan residues in lysozyme ising photoChemically Induced Dynamic Nuclear Polarization spectroscopy", Biochemistry 22 (1983) 1906-1911.

143. T. J. Meyer, "Photochemistry of metal coordination complexes: metal to ligand charge transfer excited states", Pure Appl. Chem. 9 (1986) 1193-1206.

144. A. Juris, V. Balzani, F. Barigelletti, S. Champagna, P. Belser, von Zalewski, A. Coord. • Chem. Rev. 84 (1988) 85-277.

145. K. Kalyanasundaram, Photochemistry of Polypyridine and Porphyrin Complexes; Academic Press: London, 1992.

146. M. D. Newton, N. Sutin, "Electron transfer reactions in condensed phases", Annu. Rev. Phys. Chem. 35 (1984) 437-480.

147. G. Buntinx, O. Poizat, P. Valat, V. Wintgens, R. Righini, P. Foggi, "Transient absorption and resonance Raman studies of the photoreduction of 2,2'-bipyridine by amines", J. Chem. Phys. 90 (1993) 1733-1748.

148. G. Buntinx, R. Naskrecki, O. Poizat, "Subpicosecond transient absorption analysis of the photophysics of 2,2'-bipyridine and 4,4'-bipyridine in solution", J. Phys. Chem. 100 (1996) 19380-19388.

149. A. Harriman, "Photophysics of 2,2'-bipyridyl", J. Photochem. 8 (1978) 205-209.

150. M. Z. Hoffman, M. G. Simic, Q. G. Mulazzani, S. Emmi, P. G. Fuochi, M. Venturi, ^ "One-electron reduction of 2,2'-bipyridine in aqueous solution", Radiat. Phys. Chem. 121978) 111-113.

151. Q. G. Mulazzani, S. Emmi, P. G. Fuochi, M. Venturi, M. Z. Hoffinan, M. G. Simic, "One-electron reduction of aromatic nitrogen heterocycles in aqueos solution. 2,2'-bipyridine and 1,10-phenanthroline", J. Phys. Chem. 83 (1979) 1582-1590.

152. S. Dhanya, P. K. Bhattacharyya, "Laser flash photolysis of 2,2'-bipyridine in aqueous solution", J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 54 (1990) 63-72.

153. E. Castellucci, L. Angeloni, G. Marconi, E. Venuti, I. Baraldi, "Mechanism of deactivation of the low-lying electronic states of 2,2'-bipyridine", J. Phys. Chem. 94 (1990) 1740-1745.

154. В. C. Noble, R. D. Peacock "Spectroscopic studies on the bipyridinium anion", Spectrochim. Acta 46a (1990) 407-412.

155. R. Shapiro, "Chemistry of guanine and its biologically significant derivatives" In Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology, ed. J. N. Davidson and W. E. Cohn, Academic Press, London, 8 (1968) 73-112.

156. R. H. Linnell, A. Kaczmarczuk, "Ultraviolet spectra of -N=C-C=N- compounds", J. Phys. Chem. 65 (1961) 1196-1200.

157. Yu. P. Tsentalovich, О. B. Morozova, "Laser flash photolysis and time resolved CIDNP study of the photoreaction of 2,2'-dipyridyl with N-acetyl tyrosine in aqueous solutions", J. Photochem. Photobiol., A: Chem. 131 (2000) 33-40.

158. О. B. Morozova, A. V. Yurkovskaya, Yu. P. Tsentalovich, M. D. E. Forbes, R. J. Hore, R. Z. Sagdeev, "Time-resolved CIDNP study of electron transfer reactions in proteins and model compounds", Mol. Phys. 100 (2002) 1187-1195.

159. R. Kaptein, "Simple rules for chemically induced dynamic nuclear polarization", J. Chem. Soc., Chem. Commun. (1971) 732-733.

160. L. E. G. Eriksson, A. Ehrenberg, "Electron spin resonance study on anionic flavin free radicals", Acta Chem. Scand. 18 (1964) 1437-1453.

161. E. Koenig, Н. Fischer, "Electrospinresonanzuntersuchenger am anionradical des 2,2'-dipyridyl", Z. Naturforsch. 17a (1962) 1063-1066.

162. J.-K. Vollenweider, H. Fischer, J Hennig and R. Leuschner, "Time-resolved CIDNP in laser flash photolysis of aliphatic ketones. A quantitative analysis", Chem. Phys. 97 (1985)217-234.

163. P.J. Hore, R. Kaptein, "Photochemically induced dynamic nuclear polarization (Photo-CroNP) of biological molecules using continuous wave and time-resolved methods", ACS Symp. Ser. 101 (1982) 285-318.

164. J. Bum, H. Fischer, "Degenerate electron exchange of radical ions in liquid solution studied by pulse NMR", Chem. Phys. 161 (1992) 429-435.

165. F. Q. Ngo, E. E. Budzinski, H. J. Box, "Free radicals formation in X irradiated histidine HC1", J. Chem. Phys. 60 (1974) 3373-3377.

166. E.J. Hart, J.W. Boag, "Absorption spectrum of the hydrated electron in water and in aqueous solutions", J. Am. Chem. Soc. 84 (1962) 4090-4095.

167. D.M. Close, W.H. Nelson, E. Sagstuen, in: Electronic Magnetic Resonance of the Solid State; Weil J.A., Ed., p.237, Ottawa: Can. Soc. Chem. 1987.

168. P.D. Wood, R.W. Redmond "Triplet state interactions between nucleic acid bases in solution at room temperature: Intermolecular energy and electron transfer" J. Am. Chem. Soc. 118 (1996) 4256-4263.