ния от 34 000 см-1 в протонированной форме к 30 700 см-1 в диссоциированной форме предполагает, что рКа пиридоксамина, равное 3,4 в основном состоянии, при возбуждении уменьшится на 6,9 единицы, до значения —3,5]>.

В то время как фенолы и амины в синглетном возбужденном состоянии оказываются более кислыми, чем в основном, некоторые соединения" (например, ароматические кетоны) в фотовозбужденном состоянии^ становятся более основными.

11 Согласно расчетам Бриджеса и др. [65], значение рК* составляет —4,25, тогда< как из рН-зависимости флуоресценции найдено рК* « —4,1.

Наличие аномально большого сдвига спектра флуоресценции нашло-весьма интересное применение в работе Джонсона и др. [70]. Поглощение пиридоксальфосфата в составе гликогенфосфорилазы при Я=330 нм (30 300 см-1) может быть обусловлено либо образованием аддукта между одной из функциональных групп фермента и шиффовым основанием, образованным PLP и боковой цепью лизина (структура А),

i6o образованием ? неионной циклической формы шиффова основания \гидрофобном окружении (структура Б). Для структуры А положение Гдектра флуоресценции должно быть таким же, как и для пиридокса-Ьина. С другой стороны, в шиффовом основании такого типа, как в Структуре Б, должно иметь место фотоиндуцированное перемещение Коотона (фототаутомеризация) с образованием соединения В, имеющеН3С N

го полосу поглощения с Ятах = 430 нм (23 300 см-1) и флуоресцирующего при еще меньших длинах волн [52, 70]. Поскольку Атах флуоресценции равна 530 нм, был сделан вывод, что хромофор имеет струкШРУ Б<; Скорость ? диссоциации протона для молекул, находящихся в возбужденном состоянии, в настоящее время измеряют непосредственно с помощью наносекундной флуориметрии [71].

2. Фотохимические реакции, в которых участвуют основания нуклеиновых кислот

Фотохимические превращения пуринов и пиримидинов приобретают особую важность в связи с высокими значениями молярной экстинкпии .нУклеиновых кислот. Это означает, что свет с высокой вероятностью, по-ГЛ01Цается этими молекулами и может вызывать фотохимические реак-Д'ии; приводящие к мутациям [72, 73]. И пиримидины, и пурины1) пре-д^рггевают целый ряд фотохимических превращений, но обычно наибольший вклад в повреждения нуклеиновых кислот д'ают лишь два типа Реакций с участием пиримидинов. Одна из них — фотогидратация, осо-^Нно легко протекающая для цитидина:

+ноЛ, n^V-h

ON ^ ОН

(13-22)

Все

же пурины примерно в десить раз менее чувствительны, чем пиримидииы.

Эта реакция является фотохимическим аналогом гидратации а,р-нена*

сыщенных карбоновых кислот (реакция типа 2В). Фотогидратации под*

вержены и производные урацила. j

Второй, более важной реакцией является фотодимеризация тимин^ (а также урацила):

При этом образуется целый ряд стереоизомеров, в основе которых лежит циклобутановая структура. Фотодимеры с указанной выше структурой преобладают при облучении замороженных растворов тимина. Важным следствием фотодимеризации тимина является то, что цикло-бутановые димеры блокируют репликацию ДНК. Этим в основном и объясняется летальное и мутагенное действие ультрафиолетового излучения на живые организмы. Дело принимает настолько серьезный^ оборот, что клетки используют специальный механизм выщепления ти-! миновых димеров из молекулы ДНК (гл. 15, разд. 3,2).

Много лет назад было сделано одно любопытное наблюдение. Бак-|

терии, получившие летальную дозу УФ-света, выживали, если сразу!

вслед за этим их облучали видимым светом или ближним ультрафио-!

летом. Такая фотореактивация приводила к выживанию значительной:

части бактерий. В настоящее время показано, что фотореактивация;

связана с действием фотореактивирующего фермента (ДНК-фотолиазы^

[74—76], который имеет максимум поглощения вблизи 380 нм и об*]

ращает реакцию (13-23). Фермент присутствует в клетках в таком небольшом количестве, что исследовать механизм катализируемого KNI'

таинственного ферментативного процесса пока не удается. Однако в;

его важной роли сомневаться не приходится, так как фотореактиви*:

рующие ферменты обнаружены почти у всех организмов, включая жиА]

вотных. :

Д. Фотосинтез;

Фотохимическое восстановление СОг в органические соединения слу-, жит основным источником энергии для биосферы, несмотря на то что1 к числу организмов, в которых идет этот процесс, относится лишь не-) сколько родов фотосинтезирующих бактерий (табл. 1-1) (включая сине-зеленые водоросли), а также зукариотические водоросли и высшие, зеленые растения. Теперь уже повсеместно признано, что в ходе фотопроцессов в этих организмах генерируются NADPH (или восстанови ленный ферредоксин) плюс АТР (гл. 11, разд. Г, 2) [77—79]. Однако эта точка зрения далеко не всегда представлялась очевидной. Рассмотрим суммарную реакцию образования глюкозы в ходе фотосинтеза у высших растений:

6С02 4- 6Н20

6С02+ 12Н20*

>- 602 -f-CeHI206,

60? + свн12о6 + 6Н20

(13-24а) (13-246)

Из стехиометрии уравнения (13-24а) следует, что либо все 12 атомов кислорода образующи