en
Назад
УДК: (535.34+535.37):577.3
Фотофизические процессы, определяющие селективность фотоизомеризации Z,Z-билирубина IXα в комплексах с альбуминами
Полный текст «Оптического журнала»
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Третьякова А.И., Мостовникова Г.Р. Фотофизические процессы, определяющие селективность фотоизомеризации Z,Z-билирубина IXα в комплексах с альбуминами // Оптический журнал. 2007. Т. 74. № 7. С. 11–21.
Plavskiy V.Yu., Mostovnikov V.A., Tretyakova A.I., Mostovnikova G.R. Photophysical processes that determine the photoisomerization selectivity of Z,Z-bilirubin IXα in complexes with albumins [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2007. V. 74. № 7. P. 11–21.
V. Yu. Plavskiĭ, V. A. Mostovnikov, A. I. Tret’yakova, and G. R. Mostovnikova, "Photophysical processes that determine the photoisomerization selectivity of Z,Z-bilirubin IXα in complexes with albumins," Journal of Optical Technology. 74 (7), 446-454 (2007). https://doi.org/10.1364/JOT.74.000446
В работе исследованы фотофизические процессы, определяющие закономерности фотоизомеризации Z,Z-билирубина IXα, - механизма, лежащего в основе широко распространенной опти ческой технологии лечения гипербилирубинемии (желтухи) новорожденных детей. На основании исследования спектрально-флуоресцентных и поляризационных характеристик комплексов Z,Z-билирубина IXα с сывороточными альбуминами человека (САЧ) и быка (САБ) установлено, что одной из причин преимущественного образования Z,E-билирубина IXα среди продуктов цис-транс-фотоизомеризации Z,Z-билирубина IXα является бихромофорный характер строения пигмента, неидентичность образующих его хромофоров и наличие межхромофорного внутримолекулярного переноса энергии. Констатирована более высокая эффективность безызлучательного переноса для комплекса билирубин-САЧ, что коррелирует с литературными данными о более высокой селективности процесса фотоизомеризации билирубина в указанном комплексе по сравнению с САБ. Фактором, способствующим процессу межхромофорного переноса энергии в условиях аномально короткого времени жизни флуоресценции билирубина (пикосекундный или субпикосекундный диапазон), является наличие экситонных взаимодействий между хромофорами.
Коды OCIS: 300.6280, 300.6390, 350.5130
Список источников:1. Kivlahan C., James E.J.P. The natural history of neonatal jaundice // Pediatrics. 1984. V. 74. № 3. P. 364-370.
2. Edwards S. Phototherapy and neonate: providing safe and effective nursing care for jaundiced infants // J. Neonat. Nursing. 1995. V. 1. № 5. P. 9-12.
3. Porter M.L., Dennis B.L. Hyperbilirubinemia in the term newborn // Am. Family Physician. 2002. V. 65. № 4. P. 599-606.
4. Akobeng A.K. Effects of treatments for unconjugated hyperbilirubinaemia in term and preterm infants // Clin. Evid. 2004. V. 12. № 1-2. P. 501-507.
5. Bhutani V.K., Johnson L., Sivieri E.M. Predictive ability of a predischarge hour-specific serum bilirubin for subsequent significant hyperbilirubinemia in healthy term and near-term newborns // Pediatrics. 1999. V. 103. № 1. P. 6-14.
6. American academy of pediatrics. Subcommittee on hyperbilirubinemia. Management of hyperbilirubinemia in the newborn infant 35 or more weeks of gestation // Pediatrics. 2004. V. 114. № 1. P. 297-316.
7. Polin R.A. Management of neonatal hyperbilirubinemia: rational use of phototherapy // Biol. Neonate. 1990. V. 58. № 1. Р. 32-43.
8. Vreman H.J., Wong R.J., Stevenson D.K. Phototherapy: current methods and future directions // Semin. Perinatol. 2004. V. 28. № 5. P. 326-333.
9. Mostovnikov V.A., Mostovnikova G.R., Plavski V.Y. Spectral and photochemical parameters, which define laser phototherapy hyperbilirubinemia of newborn higher efficacy // Proc. SPIE. 1994. V. 2370. P. 558-561.
10. Мостовникова Г.Р., Мостовников В.А., Плавский В.Ю., Третьякова А.И., Андреев С.П., Рябцев А.Б. Фототерапевтический аппарат на основе аргонового лазера для лечения гипербилирубинемии у новорожденных детей // Оптический журнал. 2000. Т. 67. № 11. С. 60-63.
11. Ennever J.F., Knox I., Denne S.C., Speck W.T. Phototherapy for neonatal jaundice: in vivo clearance of bilirubin photoproducts // Pediatr. Res. 1985. V. 19. № 2. P. 205-208.
12. Ennever J.F., Costarino A.T., Polin R.A., Speck W.T. Rapid clearance of a structural isomer of bilirubin during phototherapy // J. Clin. Invest. 1987 V. 79. № 6. P. 1674- 1678.
13. Okada H., Masuya K., Yasuda S., Okubo K., Kawada K., Kusaka T., Namba M., Nishida T., Imai T., Isobe K., Itoh S. Developmental changes in serum half-life of (E,Z)- cyclobilirubin // Early Hum. Dev. 2005. V. 81. № 7. P. 619-622.
14. Kanna Y., Arai T., Tokumaru K. Effect of serum albumin from several mammals on the photoisomerization of bilirubin // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1993. V. 66. № 5. P. 1586- 1588.
15. McDonagh A.F., Lightner D.A. Mechanism of phototherapy of neonatal jaundice. Regiospecific photoisomerization of bilirubins // Optical properties and structure of tetrapyrroles / Ed. by Blauer G. and Sund H. Berlin, N. Y.: Walter de Gruyter & Co. Inc., 1985. P. 297-307.
16. Ennever J.F. Phototherapy for neonatal jaundice // Photochem. Photobiol. 1988. Vol. 47. № 6. P. 871-876.
17. Lamola A.A. Effect of environment on photophysical processes of bilirubin // Optical properties and structure of tetrapyrroles / Ed. by Blauer G., Sund H.: Berlin, N. Y.: Walter de Gruyter & Co. Inc., 1985. P. 311-330.
18. Chen R.F. Fluorescence stopped-flow study of relaxation processes in the binding of bilirubin to serum albumins // Arch. Biochem. Biophys. 1974. V. 160. № 1. P. 106-112.
19. Greene B.I., Lamola A.A., Shank C. Picosecond primary photoprocesses of bilirubin bound to human serum albumin // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. № 4. P. 2008-2012.
20. Tran C.D., Beddard G.S. Excited state properties of bilirubin and its photoproduct using picosecond fluorescence and circularly polarized luminescence spectroscopy // Biochim. Biophys. Acta. 1981. V. 678. № 3. P. 497-504.
21. Tran C.D., Beddard G.S. Interaction between bilirubin and albumins using picosecond fluorescence and circularly polarized luminescence spectroscopy // J. Am. Chem. Soc. 1982. V. 104. № 24. P. 6741-6747.
22. Zietz B., Macpherson A.N., Gillbro T. Resolution of ultrafast excited state kinetics of bilirubin in chloroform and bound to human serum albumin // Phys. Chem. Chem. Phys. 2004. V. 6. № 19. P. 4535-4537.
23. Lee J.J., Gillispie G.D. The effect of pH on the fluorescence of complexes of human serum albumin and bovine serum albumin with bilirubin // Photochem. Photobiol. 1981. V. 33. № 5. P. 757-760.
24. Brodersen R. Bilirubin. Solubility and interaction with albumin and phospholipids // J. Biol. Chem. 1979. V. 254. № 7. P. 2364-2369.
25. Jacobsen Brodersen R. Albumin-bilirubin binding mechanism. Kinetic and spectroscopic studies of binding bilirubin and xanthobilirubic acid to human serum albumin // J. Biol. Chem. 1983. V. 258. № 10. P. 6319- 6326.
26. Reed R.G. Kinetics of bilirubin binding to serum albumin and effect of palmitate // J. Biol. Chem. 1977. V. 252. № 21. P. 7483-7487.
27. Pace C.N., Vajdos F., Fee L., Grimsley G., Gray T. How to measure and predict the molar absorption coefficient of a protein // Protein Sci. 1995. V. 4. № 11. P. 2411- 2423.
28. Greenberg J.W., Malhotra V., Ennever J.F. Wavelength dependence of the quantum yield for the structural isomerization of bilirubin // Photochem. Photobiol. 1987. V. 46. № 4. P. 453-456.
29. Чирвоный В.С., Першукевич П.П., Галиевский В.А., Шульга А.М. Регистрируемая в ближней ИК области необычная флуоресценция димеров порфиринов, химически связанных через этиленовый мостик // Опт. и спектр. 1997. Т. 82. № 5. C. 773-780.
30. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Мостовникова Г.Р., Третьякова А.И. Спектрально-флуоресцентные и поляризационные характеристики Z,Z-билирубина IXα // ЖПС. 2007. T. 74. № 1. С. 108-119.
31. Мышкин А.Е., Сахаров В.Н. Фотохимия билирубина // Успехи химии. 1982. Т. 51. № 1. С. 72-91.
32. Plavski V.Y., Mostovnikov V.A., Mostovnikova G.R. Bichromophoric character of the absorption and emission of light by molecules of bilirubin // Spectroscopy of Biological Molecules / Ed. by Merlin J.C., Turrell S., Huvenne J.P. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Acad. Publ., 1995. P. 271-272.
33. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Мостовникова Г.Р., Третьякова А.И. Селективная лазерная фотоизомеризация билирубина // Материалы междунар. конф. Лазерная физика и применения лазеров, 14-16 мая 2003 г., Минск. 2003. С. 309-312.
34. Lightner D.A., Wijekoon W.M.D., Zhang M.H. Understanding bilirubin conformation and binding. Circular dichroism of human serum albumin complexes with bilirubin and its esters // J. Biol. Chem. 1988. V. 263. № 32. P. 16669-16676.
35. McDonagh A.F., Lightner D.A., Resinger M., Palma L.A. Human serum albumin as a chiral template. Stereoselective photocyclization of bilirubin // J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986. № 2. P. 249-250.
36. Blauer G., Harmatz D., Snir J. Optical properties of bilirubin-serum albumin complexes in aqueous solution. I. Dependence on pH // Biochim. Biophys. Acta. 1972. V. 278. № 1. P. 68-88.
37. Blauer G., King T.E. Interactions of bilirubin with bovine serum albumin in aqueous solution // J. Biol. Chem. 1970. V. 245. № 2. P. 372-381.
38. Рубинов А.Н., Томин В.И. Спектральные свойства жидких полярных растворов в условиях динамического неоднородного ориентационного уширения // ЖПС. 1983. Т. 38. № 1. С. 42-61.
39. Weber G., Shinitzky M. Failure of energy transfer between identical aromatic molecules on excitation at the long wave edge of the absorption spectrum // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1970. V. 65. № 3. Р. 823-830.
40. Гайсенок В.А., Саржевский А.М. Анизотропия поглощения и люминесценции многоатомных молекул // Минск: Университетское, 1986. 320 с.
41. Давыдов А.С. Теория молекулярных экситонов. М.: Наука, 1968. 296 с.
42. Экситоны / Под ред. Рашба Э.И., Стеруша М.Д. М.: Наука, 1985. 616 с.
43. Кантор Ч., Шиммел П. Биофизическая химия. М.: Мир, 1984. Т. 2. С. 45-54.
44. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Третьякова А.И., Мостовникова Г.Р. Экситонные межхромофорные взаимодействия в молекуле Z,Z-билирубина IXα // Материалы междунар. конф. Лазерная физика и оптические технологии, 25-29 сентября 2006 г., Гродно. 2006. Т. 2. С. 336-339.
45. Lamola A.A., Braslavsky S.E., Schaffner K., Lightner D.A. Spectral study of the photochemistry of dipyrrole models for bilirubin bound to human serum albumin // Photochem. Photobiol. 1983. V. 37. № 3. P. 263-270.