Роль парамагнитных интермедиатов в ферментативном окислении пероксидазой хрена тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат химических наук Афанасьева, Мария Сергеевна

• Афанасьева, Мария Сергеевна
• кандидат химических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат химических наук Афанасьева, Мария Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Введение.

1.2 Структуры основных парамагнитных интермедиатов пероксидазы хрена.

1.3 Окисление изобутиральдегида пероксидазой хрена в условиях инициирования перекисью водорода/надкислотами.

1.4 Окисление НАДН, катализируемое пероксидазой хрена в отсутствии перекиси водорода.

1.5 Процесс окисления НАДН пероксидазой хрена в колебательной пероксидазно-оксидазной реакции.

1.6 Свободные радикалы в биологических системах. Применение методов спиновой химии для исследования ферментативных процессов.

1.7 Исследование влияния магнитного поля на процесс окисления 2-метил-1-(триметилсилилокси)проп-1-ена пероксидазой хрена.

1.8 Исследование влияния магнитного поля на процесс окисления НАДН пероксидазой хрена в колебательной пероксидазно-оксидазной реакции.

1.9 Теория магнитных и спиновых эффектов в ферментативных многоспиновых системах.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Методы исследования.

2.1.1 Установка остановленной струи для исследования кинетики быстрых ферментативных процессов.

2.1.2 Установка для регистрации эффектов химической поляризации ядер с временным разрешением.

2.1.3 рН- и спектрофотометрия.

2.1.4 Спектрофлуориметрия.

2.2 Методика приготовления образцов.

2.2.1 Магнитный эффект в реакции окисления НАДН, катализируемой пероксидазой хрена.

2.2.2 Магнитный эффект в реакции окисления нифедипина, катализируемой пероксидазой хрена.

2.2.3 Исследование фотоокисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена, методом ХПЯ.

2.2.4 Исследование кинетики окисления НАДН в различных средах.

2.2.5 Спектрофлуориметрическое исследование образования перекиси водорода при окислении НАДН в различных средах.

2.2.6 Зависимость скорости окисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена, от концентрации субстрата.

2.2.7 Исследование акта одноэлектронного переноса и образования ферропероксидазы в реакции между НАДН и пероксидазой хрена в бескислородной среде.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СТАДИЙ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ЦИКЛА ПЕРОКСИДАЗЫ ХРЕНА КИНЕТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

3.1 Введение.

3.2 Автоокисление НАДН при различных рН и флуориметрическое определение образующейся перекиси водорода.

3.3 Зависимость скорости окисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена, от концентрации субстрата и оценка константы Михаэлиса.

3.4 Исследование стадии одноэлектронного переноса пероксидазой хрена и НАДН в бескислородной среде. между

3.5 Анализ кинетической кривой окисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль парамагнитных интермедиатов в ферментативном окислении пероксидазой хрена»

4.2 Исследование фотоокисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена, методом химической поляризации ядер.85

4.2.1 Эффекты ХПЯ 'Н, зарегистрированные в процессе фотоокисления НАДН, катализируемого пероксидазой хрена.85

4.2.2 Теоретическое описание наблюдаемого эффекта ХПЯ.90

4.3 Магнитные эффекты в процессе окисления НАДН пероксидазой хрена.!.95

4.3.1 Ферментативное окисление НАДН, катализируемое пероксидазой хрена.95

4.3.2 Теоретические расчеты наблюдаемого магнитного эффекта в процессе ферментативного окисления НАДН пероксидазой хрена.101

4.4 Магнитные эффекты в процессе ферментативного окисления синтетического аналога НАДН, нифедипина.109

4.5 Заключение.117

ВЫВОДЫ .120

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.122

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития человечества и научной мысли трудно найти такую область науки, которая существовала бы обособленно. Исследования в различных областях науки привели к необходимости решения таких сложных проблем и задач, поставили перед наукой такие емкие вопросы, которые не могут быть объяснены в рамках простых существующих теорий из одной только области знания. Для понимания и решения многих из них необходимы разносторонние, объединенные в единую теорию, знания из различных областей фундаментальных наук: биологии, химии, математики и физики. Именно поэтому в последнее время важнейшие научные открытия сделаны благодаря взаимодополняющему применению законов и методов исследования всей совокупности естественных наук.

В настоящее время исследование химических и биологических процессов в различных условиях и средах невозможно без применения современных физических методов, в частности, радиоспектроскопии: ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, а также многих других. Их использование позволяет вывести ряд физических закономерностей протекания химической реакции, установить особенности электронного строения, структуру и скорость образования короткоживущих интермедиатов, а также исследовать особенности протекания всего процесса: от реагентов через промежуточные частицы и до продуктов.

Одной из наук, позволяющих с помощью физических методов исследовать элементарные акты химических реакций, является спиновая химия. Как раздел науки она сформировалась тогда, когда было установлено, что в элементарных химических актах может изменяться коррелированное состояние спинов и, что особенно важно, были найдены пути целенаправленного влияния на спиновую динамику в ходе элементарных химических процессов, открыты возможности спинового, магнитного контроля химических реакций. Решающую роль сыграли открытие явления химической поляризации электронных и ядерных спинов в 1967 г. [1], открытие влияния внешнего магнитного поля на радикальные реакции в 1972 г. [2].

С помощью всего разнообразия методов спиновой химии, основанных на таких явлениях как химическая поляризация электронов и ядер (ХПЭ и ХПЯ), магнитный (МЭ) и магнитный изотопный эффекты (МИЭ), подробному описанию которых посвящен ряд обзоров и монографий [3, 4], становится возможным исчерпывающее исследование радикальных реакций с участием парамагнитных партнеров.

В последнее десятилетие, после завершения теоретического описания магнитных эффектов в модельных системах, все больший интерес стало представлять практическое применение знаний, полученных при изучении сложных химических и биохимических процессов методами спиновой химии. Такое направление исследований представляется весьма перспективным, поскольку установление строения и свойств короткоживущих интермедиатов химических реакций является одной из ключевых задач современной химии. Методы спиновой химии позволяют изучать парамагнитные интермедиаты, времена жизни которых лежат в диапазоне от нано- до микросекунд: ион-радикалы и нейтральные свободные радикалы, бирадикалы, карбены и их аналоги, а также молекулы в триплетном возбужденном состоянии.

На сегодняшний день существуют впечатляющие примеры успешного применения методов ХПЯ и МЭ для установления механизмов процессов, в которых участие ион-радикалов, радикалов и бирадикалов ранее только постулировалось. Особый интерес представляют современные исследования с применением методик спиновой химии в биологии [5], в том числе для изучения колебательных ферментативных реакций [6] и структурных особенностей обратимого фолдинга белков [7]. Поскольку предполагается, что многие ферментативные системы участвуют в регулировании образования и гибели свободнорадикальных частиц, для установления точных механизмов данных реакций наиболее информативными могут оказаться методы спиновой химии. Исследуя влияние магнитного поля на процессы взаимопревращений активных парамагнитных интермедиатов в каталитических циклах таких ферментов, как пероксидаза хрена (ПХ) или цитохром Р450, можно установить механизм отдельных стадий каталитических циклов, а, применяя теоретическое описание к ферментативным многоспиновым системам - дать детальное описание этого механизма, который включает в себя образование парамагнитных пар в определенном спиновом состоянии, оценить степень связывания и расстояния в фермент-субстратном комплексе. Учет и величина обменного взаимодействия, которое закладывается в модельные теоретические расчеты, может указывать на степень связывания в парамагнитной паре. Совместное применение методов спиновой химии и расчетных методов квантовой химии позволяет получать важную информацию о механизмах реакций, катализируемых ферментами.

Знание детальных механизмов ферментативного катализа позволяет получить представление о факторах, определяющих эффективность и высокую степень специфичности и селективности реакций ферментов [8]. Спиновые состояния парамагнитных интермедиатов ферментативного каталитического цикла должны обеспечивать такую корреляцию электронных спинов, которая никоим образом (например, вследствие спинового запрета) не нарушила бы закономерной последовательности взаимопревращений в каталитическом цикле. Механизм, обеспечивающий необходимую корреляцию электронных спинов, изучен слабо. В этой связи, методы спиновой химии представляют огромную ценность, поскольку именно их применение позволяет вскрыть роль спиновых состояний и факторы, определяющие селективность ферментативных процессов.

До сегодняшнего дня справедливость этого утверждения рассматривалась лишь в единственном исследовании, где методы спиновой химии применялись для изучения механизмов взаимопревращений парамагнитных интермедиатов пероксидазы хрена [9]. В этой работе было продемонстрировано, что в результате катализируемого пероксидазой хрена окисления енола изобутиральдегида, инициируемого перекисью водорода, образуется радикальная пара в триплетном состоянии. Синглет-триплетная конверсия, индуцированная локальными и внешними магнитными полями, приводит к двум различным спиновым состояниям, одно из которых является предшественником следующей стадии каталитического цикла, а второе возвращает его к предыдущей стадии.

Таким образом, в работе были поставлены следующие задачи:

1. Кинетическими методами и методами спиновой химии установить элементарные стадии взаимодействия пероксидазы хрена с субстратами: нативным - никотинамидадениндинуклеотидом (НАДН), и специфичным, синтетическим аналогом НАДН - 1,4-дигидро-2,3-диметил-3,5-дикарбометокси-4-нитрофенилпиридином, нифедипином (НФ).

2. Разработать кинетическую модель, описывающую последовательность взаимопревращений интермедиатов каталитического цикла пероксидазы хрена.

3. В рамках теории радикальных пар дать описание магнитных и спиновых эффектов для многоспиновых ферментативных систем.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Афанасьева, Мария Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. В результате спектрофлуориметрических исследований процесса автоокисления НАДН показано, что количество перекиси водорода, накапливающееся при автоокислении НАДН, мало и не может обеспечить протекание постулируемой в литературе первой стадии каталитического цикла пероксидазы хрена - превращение ПХ в активный интермедиат компаунд I.

2. На основании анализа кинетических кривых и спектров поглощения короткоживущих интермедиатов, зарегистрированных при взаимодействии пероксидазы хрена и НАДН в бескислородной среде, сделан вывод, что начальной стадией каталитического цикла пероксидазы хрена является образование ферропероксидазы (восстановленной формы нативной пероксидазы).

3. Предложена кинетическая модель каталитического цикла пероксидазы хрена в процессе ферментативного окисления НАДН и нифедипина, включающая последовательное превращение нативной пероксидазы в ферропероксидазу, компаунд III, компаунд I и, наконец, в компаунд II.

4. Обнаружено влияние постоянного внешнего магнитного поля на кинетику превращения парамагнитных интермедиатов пероксидазы хрена. Продемонстрировано совпадение экспериментального эффекта с рассчитанным в предположении, что магнитный эффект формируется в акте обратного переноса электрона в паре ферропероксидаза и катион-радикал НАДН (или нифедипина).

5. Дополнительное подтверждение магниточувствительных квартет-дублетных переходов продемонстрировано с помощью наблюдения эффекта ХПЯ в парамагнитной паре ферропероксидаза и катион-радикал НАДН (Рег2+ НАДН'+).

6. Применение методов спиновой химии также позволило сделать ряд важных заключений об особенностях элементарного акта в ферментативных системах на примере пероксидазы хрена:

6.1 Наличие магнитного эффекта указывает на то, что скорость превращений парамагнитных интермедиатов в каталитическом цикле может зависеть от их спиновых состояний и меняться при воздействии внешнего магнитного поля.

6.2 Совпадение расчетных полевых зависимостей магнитных эффектов, а также эффектов ХПЯ с экспериментальными только с учетом электронного обменного взаимодействия указывает на наличие связывания субстрата с ферментом.

6.3 Полученные доказательства участия радикальных состояний НАДН в реакциях ферментативного окисления указывают на возможность постадийного одноэлектронного окисления НАДН в биологических системах: НАДН НАДН'" НАД' НАД+.

4.5 Заключение

Полученные результаты демонстрируют принципиальную важность методов спиновой химии (ХПЯ, МЭ) для исследования взаимопревращений и структуры промежуточных парамагнитных частиц процессов ферментативного окисления. Сам факт проявления магнитных эффектов в ферментативных реакциях указывает на связь реакционной способности парамагнитных интермедиатов каталитического цикла ПХ с их спиновыми состояниями. Методами спиновой химии показано, что начальной стадией ферментативного окисления в отсутствии перекиси водорода является перенос электрона между нативным ферментом и субстратом с формированием РП (Рег2+ НАДН+#). Дополнительным подтверждением наличия стадии одноэлектронного переноса в каталитическом цикле ПХ стали исследования магнитных эффектов в реакциях ферментативного окисления синтетического аналога НАДН - нифедипина. Было показано, что окисление НФ так же начинается со стадии одноэлектронного переноса и формирования РП (Рег2+ НФ+#) в квартетном состоянии.

Кроме того, наблюдение эффекта ХПЯ [65] при взаимодействии фотовозбужденного НАДН с пероксидазой хрена не только подтверждает вывод о возможности переноса электрона между НАДН и гемом пероксидазы, но и позволяет сделать еще два важных вывода. Первый вывод касается доказательства образования катион-радикала НАДН, которое постулировалось при анализе магнитного эффекта. Такой вывод имеет принципиально важное значение, поскольку до сих пор в литературе не

Per2* + НАДН ■ +

НФ

НФ приводились доказательства в пользу возможности одноэлектронного постадийного окисления НАДН в биологических системах: НАДН —> НАДН'+ —* НАД' —► НАД+. Второй вывод основан на особенностях ингибирования пероксидазы продуктами ферментативного окисления и формирования фермент-субстратного комплекса. Показано, что при неконкурентном ингибировании не происходит реакции смешения ПХ и НАДН, однако такое неконкурентное ингибирование не влияет на фотоиндуцированный перенос электрона между ферментом и субстратом, а значит, изменяет акцепторные свойства пероксидазы (возможно, изменяет полуволновой потенциал восстановления), но не препятствует образованию фермент-субстратного комплекса и существенно не влияет на расстояния между активным центром фермента и связанным с ним в комплекс субстратом.

Наблюдение влияния внешнего магнитного поля на эффективные константы скорости трансформации активных частиц каталитического цикла пероксидазы указывает на зависимость каталитических процессов от спиновых состояний парамагнитных интермедиатов. Действительно, в рекомбинирующем дублетном состоянии РП приводит к образованию исходной пероксидазы, тем самым, нарушая каталитический цикл (или возвращая его в исходную точку), в то время как в соответствии с правилами отбора РП в нерекомбинирующем квартетном состоянии оказывается предшественником следующей стадии каталитического цикла. Таким образом, в зависимости от мультиплетности исходной парамагнитной пары, внешнее магнитное поле может ускорить или замедлить трансформацию реакционноспособных интермедиатов.

Согласие экспериментальных полевых зависимостей магнитных эффектов, зарегистрированных в процессах окисления, катализируемых пероксидазой хрена, с рассчитанными в рамках приближений теории радикальных пар, позволяет сделать важные выводы о детальном механизме процессов, которые образуют каталитический цикл.

Молекулярная динамика партнеров фермент-субстратного комплекса должна удовлетворять основным приближениям теории РП, а именно: скорости переноса электрона в ферментативном процессе должны быть близки к диффузионным (иначе невозможно проявление магнитного эффекта), времена жизни активных реагирующих интермедиатов не должны быть длиннее микросекунд, а расстояния в фермент-субстратном комплексе находиться в диапазоне расстояний для неконтактных ион-радикальных пар, то есть ~ 7-10 А. Расчетные полевые зависимости лучше всего совпадали с экспериментальными (для НАДН и нифедипина, НФ) для субмикросекундных времен жизни пары парамагнитных частиц. Поскольку в основе расчетной модели лежит представление о диффузионном движении партнеров, приходится предполагать, что в ферментативном процессе сохраняется определенная подвижность реагентов. Кроме этого, наличие на полевых зависимостях экстремумов в магнитных полях с напряженностью порядка сотен Гаусс однозначно указывает на проявление электронного обменного взаимодействия между партнерами в каталитическом цикле ПХ. Последнее, очевидно, отражает связывание субстрата в активном центре фермента.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Афанасьева, Мария Сергеевна, 2007 год

1. Bargon J. Chemish induzierte dynamische kernpolarisation / J. Bargon, H. Fischer, U. Johnson // Z. Naturforschung 1967. - В. 22A. - S. 1551-1555.

2. Сагдеев Р.З. Влияние магнитного поля на соотношение продуктов реакции пентафторбензилхлорида с п-СД^Ы / Р.З. Сагдеев, Т.В. Лешина, М.А. Камха и др. // Изв. АН СССР. Серия химическая. 1972. -С. 2128-2129.

3. Salikhov К.М. Spin polarization and magnetic effects in chemical reactions / K.M. Salikhov, Yu.N. Molin, R.Z. Sagdeev, A.L. Buchachenko. -Amsterdam: Elsevier, 1984. 419 P.

4. Steiner U. Magnetic field effects in chemical kinetics and related phenomena / U. Steiner, T. Ulrich // Chem. Rev. 1989. - V. 89, No. 1. - P. 51-147.

5. Grissom C.B. Magnetic field effects in biology: a survey of possible mechanisms with emphasis on radical-pair recombination / C.B. Grissom // Chem. Rev. 1995. - V. 95, No. 1. - P. 3-24.

6. Moller A.C. Further studies of the effect of magnetic fields on the oscillating peroxidase-oxidase reaction / A.C. Moller, A. bunding, L.F. Olsen // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000. - V. 2, No. 15. - P. 3443-3446.

7. Hore P.J. Stopped-flow photo-CIDNP observation of protein folding / P.J. Hore, S.L. Winder, C.H. Roberts, C.M. Dobson // J. Am. Chem. Soc. 1997. -V. 119,No. 21.-P. 5049-5050.

8. Murakami Y. Artificial enzymes / Y. Murakami, J. Kikuchi, Y. Hisaeda, O. Hayashida// Chem. Rev. 1996. - V. 96, No. 2. - P. 721-758.

9. Taraban M.B. Magnetic field dependence of electron transfer and the role of electron spin in heme enzymes: horseradish peroxidase / M.B.Taraban, T.V. Leshina, M.A. Anderson, C.B. Grissom // J. Am. Chem. Soc. 1997. - V. 119,No. 24.-P. 5768-5769.

10. Oxygen radicals and human disease / C.E. Cross, B. Halliwell, E.T. Borish et al. // Ann. Intern. Med. 1987. - V. 107, No. 7. - P. 526-545.

11. Matsuzaki S. Inhibition of complex I by Ca (2+) reduces electron transport activity and the rate of superoxide anion production in cardiac submitochondrial particles / S. Matsuzaki, L.I. Szweda // Biochemistry -2007. V. 46, No. 5. - P. 1350-1357.

12. Castro G.R. Controlled release biopolymers for enhancing the immune response / G.R. Castro, B. Panilaitis, E. Bora, D.L. Kaplan // Mol. Pharm. -2007.-V. 4, No. 1.-P. 33-46.

13. Novel porphyrin-incorporated hydrogels for photoactive intraocular lens biomaterials / C. Brady, S.E.J. Bell, C. Parsons et al. // J. Phys. Chem. B. -2007.-V. Ill,No. 3. P. 527-534.

14. Gaggelli E. Copper homeostasis and neurodegenerative disorders (Alzheimer's, Prion, and Parkinson's deseases and amyotrophic lateral sclerosis) / E. Gaggelli, H. Kozlowski, D. Valensin, G. Valensin // Chem. Rev. 2006. - V. 106, No. 6. - P. 1995-2044.

15. Zhang A. Recent progress in development of dopamine receptor subtype-selective agents: potential therapeutics for neurological and psychiatric disorders / A. Zhang, J.L. Neumeyer, R.J. Baldessarini // Chem. Rev. 2007. -V. 107, No. l.-P. 274-302.

16. Concentration dependent Cu" induced aggregation and dityrosine formation of the Alzheimer's disease amyloid-P peptide / D.P. Smith, G.D. Ciccotosto, D.L. Tew et al. //Biochemistry 2007. - V. 46, No. 10. - P. 2881-2891.

17. Lukin M. NMR structures of damaged DNA / M. Lukin, C. de los Santos // Chem. Rev. 2006. - V. 106, No. 2. - P. 607-686.

18. Burrows C.J. Oxidative nucleobase modifications leading to strand scission / C.J. Burrows, J.G. Muller // Chem. Rev. 1998. - V. 98, No. 3. - P. 11091152.

19. Halliwell В. Role of free radicals and catalytic metal ions in human desease: An overview / B. Halliwell, J.M. Gutteridge // Methods in Enzymology. Edited by L. Parker and A.N. Glaser. New York: Academ Press. - 1990. -V. 186.-P. 1-85.

20. Cross A.R. The flavoprotein component of the superoxide generating NADPH oxidase / A.R. Cross // The Molecular Basis of Oxidative Damage by Leukocytes. Edited by A.J. Jesaitis and E.A. Dratz. Boca Raton: CRC Press. - 1992.-P. 37-44.

21. The Respiratory Burst and Its Physiological Significance / Eds. A.J. Sbarra, R.R. Strauss. New York: Plenum Press. - 1988. - 500 P.

22. Welinder K.G. Amino acid sequence studies of horseradish peroxidase / K.G. Welinder//Eur. J. Biochem. 1979. - V. 96, No. 3. - P. 483-502.

23. The peroxidase-oxidase oscillator and its constituent chemistries / A. Scheeline, D.L. Olson, E.P. Williksen et al. // Chem. Rev. 1997. - V. 97, No. 3. - P. 739-756.

24. Schannon L.M. Peroxidase isozymes from horseradish roots. I. Isolation and physical properties / L.M. Schannon, E. Kay, J.Y. Lew // J. Biol. Chem. -1966. V. 241, No. 9. - P. 2166-2172.

25. Yokota K. Analysis and computer simulation of aerobic oxidation of reduced nicotinamide adenine dinucleotide catalyzed by horseradish peroxidase / K. Yokota, I. Yamazaki // Biochemistry 1977. - V. 16, No. 9. -P. 1913-1920.

26. Magnetic spin effects in enzymatic reactions: radical oxidation of NADH by horseradish peroxidase / M.S. Afanasyeva, M.B. Taraban, P.A. Purtov et al. //J. Am. Chem. Soc. 2006. - V. 128, No. 26. - P. 8651-8658.

27. Baader W.J. Peroxidase-catalyzed formation of triplet acetone and chemiluminescence from isobutyraldehyde and molecular oxygen / W.J. Baader, C. Bohne, G. Cilento, H.B. Dunford // J. Biol. Chem. 1985. - V. 260,No. 18.-P. 10217-10225.

28. Dawson J.H. Probing structure-function relations in heme-containing oxygenases and peroxidases / J.H. Dawson // Science 1988. - V. 240, No. 4851.-P.433-439.

29. Bohne C. Transient state kinetics of the reactions of isobutyraldehyde with compounds I and II of horseradish peroxidase / C. Bohne, I.D. MacDonald, H.B. Dunford // J. Biol. Chem. 1987. - V. 262, No. 8. - P. 3572-3578.

30. Yokota K. Reaction of peroxidase with reduced nicotinamide-adenine dinucleotide and reduced nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate / K. Yokota, I. Yamazaki // Biochim. Biophys. Acta 1965. - V. 105, No. 2. - P. 301-312.

31. Halliwell B. Lignin synthesis: the generation of hydrogen peroxide and superoxide by horseradish peroxidase and its stimulation by manganese (II) and phenols / B. Halliwell // Planta 1978. - V. 140, No. 1. - P. 81-88.

32. Akazawa T. The oxidation of reduced pyridine nucleotides by peroxidase / T. Akazawa, E.E. Conn // J. Biol. Chem. 1958. - V. 232, No. 1. - P. 403415.

33. Degn H. Bistability caused by substrate inhibition of peroxidase in an open reaction system / H. Degn // Nature 1968. - V. 217, No. 5133. - P. 10471050.

34. Aguda B.D. Experimental evidence for the coexistence of oscillatory and steady states in the peroxidase-oxidase reaction / B.D. Aguda, L.-L.H. Frisch, L.F. Olsen // J. Am. Chem. Soc. 1990. - V. 112, No. 18. - P. 66526656.

35. Chance B. The enzyme-substrate compounds of horseradish peroxidase and peroxides. II. Kinetics of formation and decomposition of the primary and secondary complexes / B. Chance // Arch. Biochem. 1949. - V. 22, No. 2. -P. 224-252.

36. Kobayashi K. Reactions of the NAD radical with higher oxidation states of horseradish peroxidase / K. Kobayashi, K. Hayashi, A.J. Swallow // Biochemistry 1990. - V. 29, No. 8. - P. 2080-2084.

37. Land E.J. One-electron reactions in biochemical systems as studied by pulse radiolysis. IV. Oxidation of dihydronicotinamide-adenine dinucleotide / E.J. Land, A.J. Swallow // Biochim. Biophys. Acta 1971. - V. 234, No. 1. - P. 34-42.

38. Nakamura S. Sustained oscillations in a lactoperoxidase, NADPH and 02 system / S. Nakamura, K. Yokota, I. Yamazaki // Nature 1969. - V. 222, No. 5195.-P. 794-794.

39. Olsen L.F. Oscillatory kinetics of the peroxidase-oxidase reaction in an open system / L.F. Olsen, H. Degn // Biochim. Biophys. Acta 1978. - V. 523, No. 2.-P. 321-334.

40. Hauser M.J.B. On the role of methylene blue in the oscillating peroxidase-oxidase reaction / M.J.B. Hauser, A. Lunding, L.F. Olsen // Phys. Chem. Chem. Phys. 2000. - V. 2, No. 8. - P. 1685-1692.

41. Olsen L.F. Mechanism of protection of peroxidase activity by oscillatory dynamics / L.F. Olsen, M.J.B. Hauser, U. Kummer // Eur. J. Biochem. -2003. V. 270, No. 13. - P. 2796-2804.

42. Hawkins C.L. Generation and propagation of radical reactions on proteins / C.L. Hawkins, M.J. Davies // Biochim. Biophys. Acta 2001. - V. 1504, No. 2-3.-P. 196-219.

43. Hirata H. Free radicals in living systems: In vivo detection of bioradicals with EPR spectroscopy / H. Hirata, H. Fujii // Curr. Org. Chem. 2006. - V. 10, No. 5.-P. 521-534.

44. Biological effects of electromagnetic fields / Eds. P. Stavroulakis. Berlin: Springer, 2003. - 793 P.

45. Elementary steps of enzymatic oxidation of nifedipine catalyzed by horseradish peroxidase / M.S. Afanasyeva, M.B. Taraban, N.E. Polyakov et al. // J. Phys. Chem. B. 2006. - V. 110, No. 42. - P. 21232-21237.

46. Schulten K. Semiclassical description of electron spin motion in radicals including the effect of electron hopping / K. Schulten, P.G. Wolynes // J. Chem. Phys. 1978. - V. 68, No. 12. - P. 3292-3297.

47. Attempts to observe spin catalysis by paramagnetic particles in the photolysis of 7-silanorbornadiene in solution / O.S. Volkova, M.B. Taraban, V.F. Plyusnin et al. // J. Phys. Chem. A. 2003. - V. 107, No. 19. - P. 40014005.

48. Purtov P.A. The Green function method in the theory of nuclear and electron spin polarization. I. General theory, zero approximation and applications / P.A. Purtov, A.B. Doktorov // Chem. Phys. 1993. - V. 178, No. 1-3. - P. 47-65.

49. Пуртов П.А. Теория поляризации спинов в радикальных реакциях и ее приложения: диссертация на соискание ученой степени докт. физ.-мат. наук / П.А. Пуртов; ИХКиГ СО РАН. Новосибирск, 2000. - 340 С.

50. Colonna S. Recent biotechnological developments in the use of peroxidases / S. Colonna, N. Gaggero, C. Richelmi, P. Pasta // Trends Biotechnol. 1999. -V. 17,No. 4.-P. 163-168.

51. Battistuzzi G. Redox thermodynamics of the Fe3+/Fe2+ couple in horseradish peroxidase and its cyanide complex / G. Battistuzzi, M. Borsari, A. Ranieri, M. Sola // J. Am. Chem. Soc. 2002. - V. 124, No. 1. - P. 26-27.

52. The catalytic pathway of cytochrome P450cam at atomic resolution / I. Schlichting, J. Berendzen, K. Chu et al. // Science 2000. - V. 287, No. 5458.-P. 1615-1622.

53. Harbury H.A. Oxidation-reduction potentials of horseradish peroxidase / H.A. Harbury // J. Biol. Chem. 1957. - V. 225, No. 2. - P. 1009-1024.

54. Атауллаханов Ф.И. Фотоиндуцированное восстановление феррипероксидазы. I. Реакция с восстановленным никотинамидадениндинуклеотидом / Ф.И. Атауллаханов, A.M. Жаботинский // Биофизика 1975. - Т. 20, № 4. с. 596-601.

55. Lee J.H. Nonenzymatic method for the determination of hydrogen peroxide in atmospheric samples / J.H. Lee, I.N. Tang, J.B. Weinstein-Lloyd // Anal. Chem. 1990. - V. 62, No. 21. - P. 2381-2384.

56. Fukuzumi S. NAD(P)H, NAD(P)+, and Analogues / S. Fukuzumi T. Tanaka // Part C. Photoinduced electron transfer reactions: Organic substrates. Edited by M.A. Fox, M. Chanon. Amsterdam, Elsevier. - 1988. - Ch. 4.10.

57. Zheng X. Does internal water influence electron tunning in proteins? Example of cytochrome с oxidase / X. Zheng, D.M. Medvedev, A.A. Stuchebrukhov // Int. J. Quantum Chem. 2005. - V. 102, No. 5. - P. 473479.

58. Tan M.-L. Dynamics of electron transfer pathway in cytochrome с oxidase / M.-L. Tan, I. Balabin, and J.N. Onuchic // Biophys. J. 2004. - V. 86, No. 3. -P. 1813-1819.

59. Исследование фотоокисления NADH, катализируемого пероксидазой хрена, методом химической поляризации ядер / М.С. Афанасьева, П.А. Пуртов, М.Б. Тарабан и др. // Изв. АН. Сер. хим. 2006. - № 7. - С. 1090-1094.

60. Келети Т. Основы ферментативной кинетики / Т. Келети. М.: Мир, 1990.-350 С.

61. Ноге P.J. Photoreduction of flavin by NADH. A flash photolysis photo-CIDNP study / P.J. Hore, A. Volbeda, K. Dijkstra, R. Kaptein // J. Am. Chem. Soc. 1982. - V. 104, No. 23. - P. 6262-6267.

62. The mechanisms of the oxidation of NADH analogues 1. Photochemical oxidation of JV-unsubstituted 1,4-dihydropyridines by various acceptors /

63. M.B. Taraban, A.I. Kruppa, N.E. Polyakov et al. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. -1993. V. 73, No. 2. - P. 151-157.

64. The mechanisms of the oxidation of NADH analogues 2. N-Methyl-substituted 1,4-dihydropyridines / A.I. Kruppa, M.B. Taraban, N.E. Polyakov et al. //J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1993. - V. 73, No. 2. -P. 159-163.

65. Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений / И.Б. Берсукер. JL: Химия, 1986. - 352 С.

66. Бучаченко A.JI. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях / A.JI. Бучаченко, Р.З. Сагдеев, К.М. Салихов. Новосибирск: Наука, 1978.-296 С.

67. Shushin A.I. The relaxational mechanism of net CIDEP generation in triplet—radical quenching / A.I. Shushin // Chem. Phys. Lett. 1993. - V. 208,No. 3-4.-P. 173-178.

68. Бучаченко A.JI. Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях / A.JI. Бучаченко, Р.З. Сагдеев, К.М. Салихов. Новосибирск: Наука, 1978. - 296 С.