Ужгородський державний університет, 294000, Ужгород, вул.Волошина, 54Напівемпіричним квантовохімічним методом АМ1 досліджено електронну структуру та коливні спектри тимідину та 5-бромуридину в нейтральній та аніонній формах. На основі отриманих даних уточнені молекулярні механізми геномодифікуючого та радіосенсибілізуючого ефекту заміщення тимідину 5-бромуридином в клітинній ДНК. Виконане порівняння отриманих теоретичних результатів з експериментальними..
ВСТУППошук нових досконаліших методик для боротьби з канцерогенезом є однією з найактуальніших проблем сучасних ра-діобіологічних та медичних досліджень. Перспективною в цьому відношенні є ра-діотерапія в поєднанні із застосуванням радіосенсибілізаторів. Незважаючи на значний досвід медиків у цій галузі, меха-нізми процесів залишаються недостатньо з'ясованими. Формулюючи біофізичну задачу, слід мати на увазі два аспекти. По-перше, те, що в результаті радіаційного впливу в клітинах ефективно утворюють-ся вторинні електрони: 10 4 електронів на 1 МеВ падаючої енергії [1]. Біля 90% вто-ринних електронів є повільними [2], тобто розподіл за енергіями таких електронів, наприклад, у воді має максимум біля 0 еВ і експоненціально спадає, досягаючи практично нульового значення при енер-гіях 30 еВ [3]. Таким чином, радіаційно-індуковані процеси у живих клітинах мо-жуть бути змодельовані взаємодією пові-льних електронів з біомолекулами. Робо-ти, присвячені вивченню таких взаємодій з компонентами нуклеїнових кислот, вка-зують, що повільні електрони ефективно спричинюють дисоціативне збудження та іонізацію молекул [4-6], а також утворен-ня тимчасових негативних іонів через електронне захоплення [7][8][9][10]. Отже, аніо-ноутворення в компонентах нуклеїнових кислот, яке найбільш імовірне при міні-мальних енергіях, може служити адекват-ною моделлю для опису первинних про-цесів радіаційно-індукованого мутагенної загибелі.В контексті вищесказаного логічно припустити, що природа геномодифікую-чого та радіосенсибілізуючого ефектів заміщення тимідину на 5-бромуридин проявляться через відмінності в електро-нній та коливній структурах канонічного та модифікованого нуклеозидів, а також через відмінності в процесах, що супрово-джують аніоноутворення. Метою даної роботи є порівняльний аналіз відміннос-тей параметрів електронної та коливної структур тимідину та 5-бромуридину, а також порівняльний аналіз відмінностей в процесах аніоноутворення в тимідині та 5-бромуридині.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИДля виконання розрахунків використа-но комерційний пакет програм Hyper Chem 6.0. Можливості даного програмно-го продукту дозволяють отримати кількі-сну інформацію про параметри електро-нної структури досліджуваної молекули: величини зарядів на атомах, порядки зв'язків тощо.