ÕÈÌÈ×ÅÑÊÀß ÔÈÇÈÊÀ ÓÄÊ 541(64+515):547.458 Ã. Â. Àáàãÿí Èññëåäîâàíèå ìåõàíèçìà ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè ÄÍÊ ìåòîäîì ÝÏÐ (Ïðåäñòàâëåíî ÷ë.-êîð. ÍÀÍ ÐÀ À.À.Øàãèíÿíîì 20/VIII 2008) Êëþ÷åâûå ñëîâà: ÄÍÊ, ìåõàíè÷åñêàÿ äåñòðóêöèÿ, ýëåêòðîííûé ïàðàìàãíèòíûé ðåçîíàíñ 1. Ââåäåíèå. Ìåõàíè÷åñêèå âîçäåéñòâèÿ íà îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ – ðåçàíèå, âàëüöåâàíèå, øïðèöåâàíèå è äð. – ñîïðîâîæäàþòñÿ ðàçðûâàìè õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé è èíèöèèðîâàíèåì ñâîáîäíîðàäèêàëüíûõ ðåàêöèé. Òàê êàê óïðóãàÿ ýíåðãèÿ ìîæåò ïîãëîùàòüñÿ òîëüêî äîñòàòî÷íî ïðîòÿæåííîé ñèñòåìîé õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé, òî ìåõàíè÷åñêèå íàïðÿæåíèÿ èçáèðàòåëüíî äåéñòâóþò íà âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ (M > 1 0 0 0 ); â íèçêîìîëåêóëÿðíûõ ñîåäèíåíèÿõ îáðàçîâàíèÿ ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ íå íàáëþäàåòñÿ. Îñíîâíûå çàêîíîìåðíîñòè îáðàçîâàíèÿ ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ ïîä äåéñòâèåì ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé áûëè âûÿâëåíû ïðè ðàáîòå ñ ñèíòåòè÷åñêèìè [1] è îðãàíè÷åñêèìè [2-4] ñîåäèíåíèÿìè. Èññëåäîâàíèÿ ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè îðãàíè÷åñêèõ ìàêðîìîëåêóë (ïîëèñàõàðèäîâ, ÄÍÊ) èìåþò áîëüøîå ñàìîñòîÿòåëüíîå çíà÷åíèå, ñâÿçàííîå êàê ñ âîçìîæíîñòÿìè àíàëèçà ïîâðåæäåíèé ìàêðîìîëåêóë ïîä äåéñòâèåì ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé â åñòåñòâåííûõ óñëîâèÿõ, òàê è ñ ïðàêòè÷åñêèì ïðèìåíåíèåì ìåõàíîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, íà÷èíàÿ ñ ìåòîäîâ âûäåëåíèÿ è ïðèãîòîâëåíèÿ ïðîá ïðèðîäíûõ ïîëèìåðîâ è êîí÷àÿ ïðîìûøëåííûì èñïîëüçîâàíèåì ïðîäóêòîâ ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè ýòèõ ïîëèìåðîâ (ïîëèñàõàðèäîâ è äð.).  íàñòîÿùåå âðåìÿ ìåõàíîõèìè÷åñêèå òåõíîëîãèè øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ â òâåðäîôàçíîì îðãàíè÷åñêîì ñèíòåçå [5] è ïîëó÷åíèè íîâûõ îðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ [6]. Èçâåñòíî, ÷òî îäíèì èç ïðÿìûõ ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ ïðèðîäû ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ, âîçíèêàþùèõ ïðè ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ íà ïðèðîäíûå ïîëèìåðû, ÿâëÿåòñÿ ìåòîä ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà (ÝÏÐ). 4 7 Ïîðàæåíèå ìîëåêóëû ÄÍÊ ïðè äåéñòâèè ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ìàëî èññëåäîâàíî. Ïðåäâàðèòåëüíûå äàííûå, ïîëó÷åííûå ïðè ìåõàíè÷åñêîì èçìåëü÷åíèè ÄÍÊ, ïðèâåäåíû â [2]. Öåëüþ äàííîé ðàáîòû áûëî èññëåäîâàíèå ìåõàíèçìà ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè ÄÍÊ ìåòîäîì ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà. 2. Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Êîíöåíòðàöèè ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ, âîçíèêàþùèõ ïðè îäíîêðàòíûõ ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ, ñðàâíèòåëüíî ìàëû [3], ÷òî çàòðóäíÿåò êà÷åñòâåííîå, à òåì áîëåå êîëè÷åñòâåííîå èçó÷åíèå èõ ïðèðîäû, ñâîéñòâ è ðåàêöèîííîñïîñîáíîñòè. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ íåîáõîäèìûõ êîíöåíòðàöèé ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ áûë èñïîëüçîâàí ìåòîä ìíîãîêðàòíûõ ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèé. Ñ ýòîé öåëüþ äèñïåðãèðîâàíèå îáðàçöîâ îñóùåñòâëÿëîñü â âèáðàöèîííîé ëàáîðàòîðíîé ìèêðîìåëüíèöå ñî ñòåêëÿííûì ðàáî÷èì ñîñóäîì è ñòåêëÿííûìè øàðàìè [4]. Äàííàÿ ìåòîäèêà îáëàäàåò ðÿäîì ïðåèìóùåñòâ: ïîçâîëÿåò ðàáîòàòü â âûñîêîì âàêóóìå èëè íà âîçäóõå, â øèðîêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð – îò 77 äî 500 Ê; ïîñëå èçìåëü÷åíèÿ, áåç êîíòàêòà îáðàçöîâ ñ àòìîñôåðîé, ìîæíî èçìåðÿòü ñïåêòðû ÝÏÐ. Äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ âòîðè÷íûõ ðåàêöèé îáðàçóþùèõñÿ ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ áûë èñïîëüçîâàí ìåòîä äåñòðóêöèè èçîëèðîâàííûõ ìàêðîìîëåêóë, çàêëþ÷àþùèéñÿ â äèñïåðãèðîâàíèè ðàçáàâëåííûõ çàìîðîæåííûõ (77 Ê) ðàñòâîðîâ ÄÍÊ. Ðèñ. 1. Ðîñò êîíöåíòðàöèè ïàðàìàãíèòíûõ öåíòðîâ âî âðåìÿ èçìåëü÷åíèÿ ÄÍÊ 1 ïðè 80 Ê â àòìîñôåðå ãåëèÿ. Îïèñàíèå ðåàêöèîííîãî ñîñóäà ñì. â ðàçäåëå Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Ðåàêöèîííûé ñîñóä (ðèñ. 1), â êîòîðîì ïðîâîäèëîñü äèñïåðãèðîâàíèå, è øàðû áûëè èçãîòîâëåíû èç ìîëèáäåíîâîãî ñòåêëà. Óçêàÿ ïðîáèðêà â âåðõíåé ÷àñòè ðàáî÷åãî ñîñóäà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èçìåðåíèÿ ñïåêòðîâ 4 8 ÝÏÐ: äëÿ íåå ïîäáèðàëèñü ñòåêëà, êîòîðûå íå îáíàðóæèâàëè ñèãíàëà ÝÏÐ ïîãëîùåíèÿ. Äëÿ îáåçãàæèâàíèÿ îáðàçöîâ è óäàëåíèÿ âëàãè ðàáî÷èé ñîñóä ñ èññëåäóåìûì âåùåñòâîì ïîäñîåäèíÿëñÿ ê âàêóóìíîé óñòàíîâêå (âàêóóì ïîðÿäêà 1 :3 £ 1 0 ¡2 – 1 :3 £ 1 0 ¡3 Ïà). Äëÿ äèñïåðãèðîâàíèÿ ðàáî÷èé ñîñóä ñ ïîìîùüþ ïåíîïëàñòîâûõ äåðæàòåëåé æåñòêî çàêðåïëÿëñÿ íà ñòîéêàõ âèáðàòîðà, ñîâåðøàþùåãî âåðòèêàëüíûå êîëåáàíèÿ. Äëÿ ïîääåðæàíèÿ ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðû ïðè äèñïåðãèðîâàíèè ðàáî÷èé ñîñóä ïîãðóæàëè â ñîñóä Äüþàðà ñ òåðìîñòàòèðóþùåé æèäêîñòüþ. Áîëüøèíñòâî îïûòîâ áûëî âûïîëíåíî ïðè òåìïåðàòóðå æèäêîãî àçîòà (77 Ê). Ñðàçó ïîñëå äèñïåðãèðîâàíèÿ èçìåëü÷åííîå âåùåñòâî ïåðåñûïàëè â óçêóþ ïðîáèðêó â âåðõíåé ÷àñòè ðåàêöèîííîãî ñîñóäà è ìîìåíòàëüíî ïåðåíîñèëè â ñîñóä Äüþàðà ñïåöèàëüíîé ôîðìû ñ æèäêèì àçîòîì, ïîìåùåííûì â ðåçîíàòîðå ñïåêòðîìåòðà ÝÏÐ. Çà âðåìÿ ýòîé ïðîöåäóðû (íåñêîëüêî ñåêóíä) òåìïåðàòóðà ðåàêöèîííîãî ñîñóäà íå óñïåâàëà èçìåíèòüñÿ. Òàêèì îáðàçîì âñå îïåðàöèè, íà÷èíàÿ îò èçìåëü÷åíèÿ âåùåñòâà è êîí÷àÿ ðåãèñòðàöèåé ñïåêòðîâ ÝÏÐ, ìîæíî áûëî âûïîëíÿòü â âàêóóìå ïðè òåìïåðàòóðå æèäêîãî àçîòà. Áîëåå ïîäðîáíî ýòà ìåòîäèêà îïèñàíà â [4]. Ñïåêòðû ÝÏÐ ðåãèñòðèðîâàëèñü íà ðàäèîñïåêòðîìåòðå ÐÝ-1306 ñ ÷àñòîòîé ÑÂ× êîëåáàíèé 9.4 Ããö. ×óâñòâèòåëüíîñòü 5 £ 1 0 10 ñïèí/Ãñ. Ýòàëîíîì øèðèíû ëèíèè ÝÏÐ ñëóæèëè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèå îáðàçöû ïàðàìàãíèòíûõ èîíîâ Ìn2+ â êóáè÷åñêîé ðåøåòêå ÌgÎ. Ñïåêòð ýòîãî ñîåäèíåíèÿ ñîñòîèò èç 6 êîìïîíåíò ñâåðõòîíêîé ñòðóêòóðû (ñòñ) ñ øèðèíîé îòäåëüíîé êîìïîíåíòû 0.2 ìÒ è ðàññòîÿíèåì ìåæäó 3-é è 4-é ëèíèÿìè 8.74 ìÒ. Äàííûå, ïîëó÷åííûå íàìè ðàíåå [7] ïðè äèñïåðãèðîâàíèè ïðåïàðàòîâ ÄÍÊ ñ ñîäåðæàíèåì áåëêà áîëåå 2%, ïîêàçàëè, ÷òî â ñïåêòðàõ ÝÏÐ ïðåîáëàäàþò ëèíèè, íàáëþäàåìûå ïðè äèñïåðãèðîâàíèè ïðåïàðàòîâ ÷èñòûõ áåëêîâ. Ïîýòîìó â äàííîé ðàáîòå èñïîëüçîâàëè ïðåïàðàòû ÄÍÊ, ñïåöèàëüíî î÷èùåííûå îò áåëêà. Èç òèìóñà òåëåíêà ñîãëàñíî ìåòîäèêàì, ïðèâåäåííûì â [8,9], áûëè âûäåëåíû ïðåïàðàòû ÄÍÊ 1 (ñîäåðæàíèå áåëêà 1.6%) è ÄÍÊ 2 (ñîäåðæàíèå áåëêà 0.1%), ïðîöåíòíîå ñîäåðæàíèå áåëêà îïðåäåëÿëè ñîãëàñíî [10]. Áûëè âûïîëíåíû äâå ñåðèè èçìåðåíèé ñïåêòðîâ ÝÏÐ: 1) ïðè äèñïåðãèðîâàíèè îáåçãàæåííûõ è òùàòåëüíî âûñóøåííûõ ïðåïàðàòîâ ÄÍÊ. Îáðàçöû îáåçâîæèâàëè äî îñòàòî÷íîãî ðàâíîâåñíîãî äàâëåíèÿ âîäÿíûõ ïàðîâ 0.13 Ïà; 2) ïðè äèñïåðãèðîâàíèè çàìîðîæåííûõ âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÄÍÊ (äåñòðóêöèÿ èçîëèðîâàííûõ ìàêðîìîëåêóë). Âî âñåõ îïûòàõ îáðàçöû äèñïåðãèðîâàëèñü â âàêóóìå ïðè 77 Ê. Ñïåêòðû ÝÏÐ ðåãèñòðèðîâàëèñü ïðè òîé æå òåìïåðàòóðå. Êîíöåíòðàöèÿ ÄÍÊ â ðàñòâîðàõ ñîñòàâëÿëà 0.5 ìã/ìë. 4 9 3. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà. Ïîñëå ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè âûñóøåííûõ ïðåïàðàòîâ êîíöåíòðàöèÿ ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ â îáðàçöàõ äîñòèãàëà çíà÷åíèé 1 0 18 ¡ 1 0 19 ã¡1 . Ïðè ïðîäîëæèòåëüíîì äèñïåðãèðîâàíèè (äî 7 ÷ è áîëåå) ïàðàìåòðû ñïåêòðîâ ÝÏÐ îñòàâàëèñü áåç èçìåíåíèé, à êîíöåíòðàöèÿ ðàäèêàëîâ ðîñëà ïî ëèíåéíîìó çàêîíó (ñì. ðèñ. 1). Ñêîðîñòü îáðàçîâàíèÿ ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ â ÄÍÊ áûëà 1018 ñïèí /÷àñ, âûõîä ìåõàíè÷åñêîãî ðàçðûâà ñâÿçåé 10¡2 ðàäèêàë/100 ý (ò.å. ÷èñëî ðàäèêàëîâ íà 100 ý çàòðà÷åííîé ìåõàíè÷åñêîé ýíåðãèè). Ñïåêòð ÝÏÐ â ïðîäóêòàõ äèñïåðãèðîâàíèÿ ñóõîãî ïðåïàðàòà ÄÍÊ 1 ïðè 77 Ê – ïëîõî ðàçðåøåííûé ñèãíàë ñ g = 2 :0 0 3 (ðèñ. 2,à).  ïðîöåññå ðàçìîðàæèâàíèÿ è äàëüíåéøåãî ïðîãðåâàíèÿ îáðàçöà â âàêóóìå âáëèçè 310 – 350 Ê ñíà÷àëà óìåíüøàþòñÿ, à çàòåì èñ÷åçàþò êðàéíèå êîìïîíåíòû, íàõîäÿùèåñÿ äðóã îò äðóãà íà ðàññòîÿíèè 6.0 ìÒ.  èíòåðâàëå 340 – 400 Ê ôîðìà ñïåêòðà ìàëî ìåíÿåòñÿ è ñîñòîèò â îñíîâíîì èç äâóõ ñèãíàëîâ: äóáëåòà ñ ¢ = 1 :6 § 0 :1 ìÒ è îäèíî÷íîé ëèíèè ñ ¢ = 1 § 0 :1 ìÒ (ðèñ. 2,á). Ïðè 420 Ê ñîõðàíÿþòñÿ òîëüêî íàèáîëåå ñòàáèëüíûå ðàäèêàëû, ñîîòâåòñòâóþùèå îäèíî÷íîé ëèíèè. Èçìåíåíèå êîíöåíòðàöèè ðàäèêàëîâ ïðè ñòóïåí÷àòîì íàãðåâàíèè îáðàçöîâ íà âîçäóõå è â âàêóóìå ïðèâåäåíî íà ðèñ. 3. Ðèñ. 2. Ñïåêòðû ÝÏÐ ïðîäóêòîâ äèñïåðãèðîâàíèÿ ÄÍÊ: à – ñóõîãî ïðåïàðàòà ÄÍÊ 1 ïðè 77 Ê â âàêóóìå; á – åãî ïðåâðàùåíèå ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû äî 353 Ê â âàêóóìå; â – ïîñëå äèñïåðãèðîâàíèÿ âîäíîãî ðàñòâîðà ÄÍÊ 2 ïðè 77 Ê â âàêóóìå; ã – ïîñëå ïðîãðåâà â âàêóóìå äî 195 Ê âîäíîãî ðàñòâîðà ÄÍÊ 2, äèñïåðãèðîâàííîãî ïðè 77 Ê. Ñïåêòðû ÝÏÐ â çàìîðîæåííûõ âîäíûõ ðàñòâîðàõ ÄÍÊ (ðèñ. 2, â,ã) îòëè÷àþòñÿ îò ñïåêòðîâ â âûñóøåííûõ îáðàçöàõ – îíè ëó÷øå ðàçðåøåíû è ñîäåðæàò ëèíèè ñèãíàëà èç 5 êîìïîíåíò ñòñ ñ ðàñùåïëåíèåì ¢ = 1 :8 § 0 :1 ìÒ. Âûøå òåìïåðàòóðû 220 Ê ñïåêòð ÝÏÐ ýòèõ ðàäèêàëîâ íå íàáëþäàåòñÿ. Ïðè ðàçìîðàæèâàíèè íà âîçäóõå ðàäèêàëû â âîäíûõ ðàñòâîðàõ ÄÍÊ ïðè 170 Ê ïðèñîåäèíÿþò ìîëåêóëó êèñëîðîäà è ñïåêòð ïðåâðàùàåòñÿ â àíèçîòðîïíûé 5 0 ñèãíàë ïåðåêèñíûõ ðàäèêàëîâ, ïàðàìåòðû ñïåêòðà êîòîðîãî õàðàêòåðíû äëÿ ðàäèêàëà ÑÎβ [11]. Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â èñõîäíîì ðàäèêàëå âåðîÿòíåå âñåãî ñâîáîäíàÿ âàëåíòíîñòü ëîêàëèçîâàíà íà àòîìå óãëåðîäà çâåíà äåçîêñèðèáîçû. Ðèñ. 3. Îòíîñèòåëüíàÿ óñòîé÷èâîñòü ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ â ïðåïàðàòå ÄÍÊ 1 ïðè íàãðåâàíèè â âàêóóìå (à) è íà âîçäóõå (á). 4. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ.  ôðàãìåíòå öåïè ÄÍÊ îáðàçîâàíèå àëêèëçàìåùåííûõ ðàäèêàëîâ ñ ëîêàëèçàöèåé ñâîáîäíîé âàëåíòíîñòè íà àòîìå óãëåðîäà çâåíà äåçîêñèðèáîçû âîçìîæíî ïðè ðàçðûâå ñàõàðíî-ôîñôàòíûõ ñâÿçåé ïðè àòîìàõ óãëåðîäà Ñ(3) èëè Ñ(5) äåçîêñèðèáîçû. Ïðîâåäåíèå äåòàëüíîãî àíàëèçà êîíôîðìàöèé ñ èñïîëüçîâàíèåì äàííûõ, ïîëó÷åííûõ ìåòîäàìè ðåíòãåíîñòðóêòóðíîãî àíàëèçà, êàê ýòî âûïîëíåíî äëÿ ãëþêîïèðàíîçíîãî êîëüöà [12], íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì, òàê êàê â ðàäèêàëå ñ ëîêàëèçàöèåé íåñïàðåííîãî ýëåêòðîíà íà Ñ(5), ââèäó îòíîñèòåëüíîé ñâîáîäû âðàùåíèÿ ãðóïïû Ñ(5)Í2 âîêðóã Ñ(4) – Ñ(5) ñâÿçè, óãîë ïîâîðîòà ïî ýòîé ñâÿçè óñòàíîâèòü íåëüçÿ è, ñîîòâåòñòâåíî, òðóäíî ïðîäåìîíñòðèðîâàòü ðàñùåïëåíèå íà ¯-ïðîòîíå.  ñëó÷àå ëîêàëèçàöèè íåñïàðåííîãî ýëåêòðîíà íà Ñ(3) òî÷íàÿ îöåíêà âêëàäà ¯-ïðîòîíîâ ó Ñ(2) òàêæå íåâîçìîæíà, òàê êàê çíà÷åíèÿ êîíôèãóðàöèîííûõ óãëîâ ¯-ïðîòîíîâ ó Ñ(2) ìåòîäàìè êðèñòàëëîãðàôèè íå îïðåäåëÿþòñÿ. Ñïåêòð ÝÏÐ èç 5 êîìïîíåíò ñòñ ñ îáùåé øèðèíîé îêîëî 8 ìÒ ìîæåò ñîîòâåòñòâîâàòü êàê ðàäèêàëàì, ãäå íåñïàðåííûé ýëåêòðîí ëîêàëèçîâàí íà àòîìå Ñ(5), òàê è íà àòîìå Ñ(3).  ïåðâîì ñëó÷àå êîíñòàíòà ñòñ ó ¯ïðîòîíà äîëæíà áûòü ïðèìåðíî âäâîå áîëüøå êîíñòàíòû ñòñ ó ®-ïðîòîíà, ðàâíîé aH [®] ¼ 2 :0 ìÒ. Âî âòîðîì ñëó÷àå êîíñòàíòà ñòñ äëÿ ¯-ïðîòîíà ïðè àòîìå óãëåðîäà Ñ(4) äîëæíà áûòü áëèçêa ê aH [®] ¼ 2 :0 ìÒ, à èç äâóõ ¯-ïðîòîíîâ äåçîêñèãðóïïû âêëàä â ñòñ îäíîãî äîëæåí áûòü ìèíèìàëüíûì è ñîñòàâëÿòü íåñêîëüêî äåñÿòûõ ìÒ, à äðóãîãî – ìàêñèìàëüíûì è áëèçêèì ê 3.5 ìÒ. È â òîì, è â äðóãîì ñëó÷àå ñòðóêòóðà ñïåêòðà áóäåò îäèíàêîâà è áëèçêà ê êâèíòèïëåòó, ñ ñîîòíîøåíèåì èíòåíñèâíîñòåé 1:2:2:2:1 è ðàññòîÿíèåì ìåæäó ëèíèÿìè îêîëî 2.0 ìÒ. 5 1 Ìåõàíè÷åñêàÿ äåñòðóêöèÿ ÄÍÊ â ïðèíöèïå ìîæåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ïî ðàçëè÷íûì ìåõàíèçìàì.  [13] áûëà âûñêàçàíà ãèïîòåçà î òîì, ÷òî ìåõàíè÷åñêèé ðàçðûâ ðàçëè÷íûõ ïî ïðèðîäå õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé (èîííûå, êîâàëåíòíûå) áóäåò îñóùåñòâëÿòüñÿ ïðåèìóùåñòâåííî ïî ãîìîëèòè÷åñêîìó ìåõàíèçìó, ñ îáðàçîâàíèåì ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ. Âîçíèêíîâåíèå èîííûõ (èîíðàäèêàëüíûõ) ñîñòîÿíèé íà ãðàíè÷íûõ (êîíöåâûõ) àòîìàõ ýíåðãåòè÷åñêè ìåíåå âûãîäíî, òàê êàê íà ðàçäåëåíèå çàðÿäîâ íåîáõîäèìî çàòðàòèòü äîïîëíèòåëüíóþ ýíåðãèþ, ðàâíóþ I ¡ A, ãäå I – ïîòåíöèàë èîíèçàöèè, A – ñðîäñòâî ê ýëåêòðîíó ãðàíè÷íûõ àòîìîâ. Äëÿ îáúÿñíåíèÿ ìåõàíîýìèññèîííûõ ÿâëåíèé – âûáðîñà ýëåêòðîíîâ, ëþìèíåñöåíöèè è äð., êîòîðûå ðàçâèâàþòñÿ îäíîâðåìåííî ñ ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèåé, â [14] áûë ïðåäëîæåí àâòîèîíèçàöèîííûé ìåõàíèçì ðàçðûâà ñâÿçåé, ïðèâîäÿùèé ê îáðàçîâàíèþ èîíðàäèêàëîâ ïîä äåéñòâèåì ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé. Ñîãëàñíî [15,16] ïðè ìåõàíè÷åñêîì äåôîðìèðîâàíèè õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ñíèæàåòñÿ èõ ïîòåíöèàë èîíèçàöèè è ñîçäàþòñÿ áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ ïåðåõîäà ýëåêòðîíà â ñòðóêòóðíóþ ëîâóøêó èëè ê ìîëåêóëàì-ïðèìåñÿì, îáëàäàþùèì ýëåêòðîíîàêöåïòîðíûìè ñâîéñòâàìè. Áàëàíñ ýíåðãèè ïðè àâòîèîíèçàöèîííîì ìåõàíèçìå îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì ¢ E ¸ I ¡ A ¡ EP ¡ EQ : (1 ) Çäåñü I – ïîòåíöèàë èîíèçàöèè äåôîðìèðîâàííîé ñâÿçè, A – ñðîäñòâî ê ýëåêòðîíó àêöåïòîðà, EP – ýíåðãèÿ ïîëÿðèçàöèè, EQ – êóëîíîâñêàÿ ýíåðãèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ðàçäåëåííûõ çàðÿäîâ.  òîì ñëó÷àå, êîãäà ¢ E áîëüøå ñóììû â ïðàâîé ÷àñòè óðàâíåíèÿ, ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì ïåðåíîñ ýëåêòðîíà ñ äåôîðìèðîâàííîé ñâÿçè íà àêöåïòîð; òîãäà â àêòå äåñòðóêöèè áóäåò ðàñïàäàòüñÿ îáðàçîâàâøèéñÿ êàòèîí ðàäèêàë » C ² ».  ÄÍÊ ðîëü ïðèìåñè-àêöåïòîðà ýëåêòðîíîâ ìîãóò èãðàòü áîêîâûå ãðóïïû, òàêèå êàê òèìèí, êîòîðûå, êàê áûëî óñòàíîâëåíî â [17] , çàõâàòûâàþò è ñòàáèëèçèðóþò ýëåêòðîí, âîçíèêàþùèé ïðè îáëó÷åíèè âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÄÍÊ. Òåì ñàìûì â ÄÍÊ ñóùåñòâóþò áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ àâòîèîíèçàöèîííîãî ìåõàíèçìà. Äàííûõ î ñíèæåíèè ïîòåíöèàëîâ èîíèçàöèè ðàçëè÷íûõ òèïîâ ñâÿçåé â îñíîâíîé öåïè ÄÍÊ, à òàêæå î âåëè÷èíå äðóãèõ ïàðàìåòðîâ, âõîäÿùèõ â ñîîòíîøåíèå (1), â ëèòåðàòóðå íåò, ïîýòîìó íåâîçìîæíî çàðàíåå ïðåäñêàçàòü, êàêîé ìåõàíèçì äåñòðóêöèè áóäåò îñóùåñòâëÿòüñÿ. Êàê ñëåäóåò èç ðåçóëüòàòîâ âûïîëíåííîãî èññëåäîâàíèÿ ïðîöåññà ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè ÄÍÊ â âîäíûõ ðàñòâîðàõ, ïðè àâòîèîíèçàöèîííîì ìåõàíèçìå äåñòðóêöèè ñëåäîâàëî îæèäàòü âîçíèêíîâåíèÿ àíèîí-ðàäèêàëîâ, îáðàçóþùèõñÿ ïðè çàõâàòå ýëåêòðîíà îñíîâàíèåì, è èõ äàëüíåéøåãî ïðåâ5 2 ðàùåíèÿ â ðàäèêàëû ïðèñîåäèíåíèÿ ñî ñïåêòðîì ÝÏÐ øèðèíîé áîëåå 10 ìÒ. Ñëåäîâ êðàéíèõ ëèíèé ýòèõ ðàäèêàëîâ â ñïåêòðå ÝÏÐ ïðîäóêòîâ ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè èçîëèðîâàííûõ ìîëåêóë â âîäíîì ðàñòâîðå íå îáíàðóæåíî, è ïîýòîìó ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî â ÄÍÊ ðåàëèçóåòñÿ íå àâòîèîíèçàöèîííûé, à ãîìîëèòè÷åñêèé ìåõàíèçì äåñòðóêöèè. Âêëàä àâòîèîíèçàöèîííîãî ìåõàíèçìà åñëè è åñòü, òî íå ïðåâûøàåò íåñêîëüêèõ ïðîöåíòîâ. Òàêèì îáðàçîì, ñëåäóåò ïîëàãàòü, ÷òî ïðè âîçäåéñòâèè íà ÄÍÊ ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé èìååò ìåñòî ãîìîëèòè÷åñêèé ìåõàíèçì äåñòðóêöèè, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî ïîðàæàþòñÿ ôîñôîäèýôèðíûå ñâÿçè îñíîâíîé öåïè ÄÍÊ ñ ëîêàëèçàöèåé ñâîáîäíîé âàëåíòíîñòè ó Ñ(3) èëè Ñ(5) àòîìîâ óãëåðîäà çâåíà äåçîêñèðèáîçû. Èíñòèòóò ôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ÍÀÍ ÐÀ Ã. Â. Àáàãÿí Èññëåäîâàíèå ìåõàíèçìà ìåõàíè÷åñêîé äåñòðóêöèè ÄÍÊ ìåòîäîì ÝÏÐ Ìåòîäîì ýëåêòðîííîãî ïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà èññëåäîâàí ìåõàíèçì äåñòðóêöèè ÄÍÊ ïðè ìåõàíè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ. îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî ãîìîëèòè÷åñêîìó ìåõàíèçìó. Ïîêàçàíî, ÷òî äåñòðóêöèÿ ÄÍÊ Ïîä äåéñòâèåì ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïîðàæàþòñÿ Ñ(3) èëè Ñ(5) ôîñôîäèýôèðíûå ñâÿçè îñíîâíîé öåïè ÄÍÊ. Ð. à. ²´²ÔÚ²Ü ¸ÜÂ-Ç Ù»Ë³ÝÇÏ³Ï³Ý ¹»ëïñáõÏódzÛÇ Ù»Ë³ÝǽÙÇ Ñ»ï³½áïáõÙÁ ¾äè Ù»Ãá¹áí ¾äè Ù»Ãá¹áí ѻﳽáïí³Í ¿ ¸ÜÂ-Ç ¹»ëïñáõÏódzÛÇ Ù»Ë³ÝǽÙÁ ٻ˳ÝÇÏ³Ï³Ý ³½¹»óáõÃÛáõÝÝ»ñÇ Å³Ù³Ý³Ï: òáõÛó ¿ ïñí³Í, áñ ¸ÜÂ-Ç ¹»ëïñáõÏóÇ³Ý ï»ÕÇ ¿ áõÝ»ÝáõÙ ÑáÙáÉÇïÇÏ Ù»Ë³ÝǽÙáí: ػ˳ÝÇÏ³Ï³Ý É³ñáõÙÝ»ñÇ ³½¹»óáõÃÛ³Ý Ý»ñùá íݳëíáõÙ »Ý ¸ÜÂ-Ç ÑÇÙÝ³Ï³Ý ßÕóÛÇ C(3) ϳ٠C(5) ýáëýá¹Ç»Ã»ñ³ÛÇÝ Ï³å»ñÁ: G. V. Abaghyan Investigation of Mechanism of DNA Mechanical Destruction by ESR Method The mechanism of mechanical destruction of DNA has been investigated by the ESR method. It is shown that the destruction of DNA takes place according to the homolitic 5 3 mechanism. Under the influence of mechanical action, the C(3) or C(5) phosphodietheric bonds of DNA main chain are damaged. Ëèòåðàòóðà 1. Áóòÿãèí Ï.Þ., Áåðëèí À.À., Êàëìàíñîí À.Ý, Áëþìåíôåëüä Ë.À. - ÂÌÑ. 1959. Ò. 1. N 6. Ñ. 865-868. 2. Àáàãÿí Ã.Â., Áóòÿãèí Ï.Þ. - Áèîôèçèêà. 1965. Ò. 10. N 5. Ñ. 763-765. 3. Áðåñëåð Ñ.Å., Êàçáåêîâ Ý.Í., Ñàìèíñêèé Å.Ì. - ÂÌÑ. 1959. Ò. 1. N1. Ñ. 132137. 4. Àáàãÿí Ã.Â. Ñâîáîäíîðàäèêàëüíûå ïðîöåññû ïðè ðàçëè÷íûõ ôèçè÷åñêèõ âîçäåéñòâèÿõ íà òâåðäûå óãëåâîäû è ÄÍÊ. Àâòîðåô. äîêò. äèñ. Ì. Èí-ò õèì.ôèçèêè, ÀÍ ÑÑÑÐ. 1985. 345 ñ. 5. Huang J., Moore J.A., Acquaye J.H., Kaner R.B. - Macromolecules. 2005. V. 38. P. 317-321. 6. Dushkin A.V. - Chemistry for Sustainable Development. 2004. V. 12. N3. P. 251-274. 7. Àáàãÿí Ã.Â., Áóòÿãèí Ï.Þ. -  ñá.: Ñâîáîäíîðàäèêàëüíûå ïðîöåññû â áèîëîãè÷åñêèõ ñèñòåìàõ. Òðóäû ÌÎÈÏ. Ì. Íàóêà. 1966. C. 126-133. 8. Zubay G., Doty P. - J. Molec. Biology. 1959. V. 1. N1. P. 1-20. 9. Schwander H., Singer R. - Helv. Chim. Acta. 1950. V. 33. N6. P. 1521-1526. 10. Lowry O.H., Roserbrough N. J., Farr A. L., Randale R.J. - J. Biol. Chem. 1951. V. 193. N1. P. 265-277. 11. Öâåòêîâ Þ.Ä., Ìîëèí Þ.Í., Âîåâîäñêèé Â.Â. - ÂÌÑ.1959. Ò. 1. N12. Ñ. 1805-1811. 12. Àáàãÿí Ã.Â., Àáàãÿí À.Ã., Àïðåñÿí À.Ñ. - Èçâ. ÍÀÍ Àðìåíèè. Ôèçèêà. 1998. Ò. 33. N1. Ñ.41-48. 13. Áóòÿãèí Ï.Þ. - Óñïåõè õèìèè. 1971. Ò. 40. N11. Ñ. 1935-1960. 14. Çàêðåâñêèé Â.À., Ïàõîòèí Â.À. - Ìåõàíèêà êîìïîçèòíûõ ìàòåðèàëîâ. 1981. Ò. 1. Ñ. 139-142. 15. Çàêðåâñêèé Â.À., Ïàõîòèí Â.À., Âàéòêåâè÷ Ñ.Ê. - Ôèçèêà òâ. òåëà. 1979. Ò. 21. N3. Ñ. 723-729. 16. Ãóáàíîâ À.È.  ñá.: Ìåõàíèêà ïîëèìåðîâ. 1978. Ò. 5. Ñ. 771-775. 17. Àáàãÿí Ã.Â., Áóòÿãèí Ï.Þ. - Áèîôèçèêà. 1969. Ò. 14. N5. Ñ. 785-791. 5 4