The effect of triplet-triplet excitation energy transfer on the DNA self-protection mechanism
Loading...
Date
2006
Authors
Yashchuk, V.
Kudrya, V.
Dubey, Igor
Losytskyy, M.
Ohulchanskyy, Tymish
Suga, H.
Yarmoluk, S.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
The displacement of the DNA electronic energy levels, triplet electronic excitation energy transfer
and their relation to the DNA damage under UV-irradiation were investigated by electronic absorption
and phosphorescence studies. The lowest excited electronic triplet levels of the DNA (as well as the
highest singlet levels) were shown to be related with adenine bases. However the AT-sequences are main
traps for triplet excitation in the DNA and the DNA phosphorescence is connected namely with these
traps. It was supposed that mobile triplet excitations in the DNA could spread on the distance of about
16 base pairs. According to the obtained results, main part of the triplet excitations in the DNA is finally
localized on the photostable traps associated with AT-sequences. Thus, the hierarchy of the DNA bases
electronic levels positions favors the triplet electronic excitation energy transfer process that leads to
inhibition of photochemical destruction of the DNA. It was shown by the investigation of the DNA and
base model compounds photodamage induced by UV-irradiation. The latter proves the existence of the
DNA self-protection mechanism against damage of p-electronic systems of this macromolecule (caused
by their excitations of different origins).
За допомогою спектрів електронного поглинання та фосфоресценції було досліджено розташування енергетичних рівнів ДНК, перенесення енергії електронного збудження триплетними рівнями та його відношення до руйнування ДНК під дією УФ-випромінювання. Показано, що найнижчий збуджений триплетний електронний рівень ДНК (а також: і найвищий синглетний) належить аденіновій ланці. Однак основними пастками триплетних збуджень в ДНК є AT- послідовності і фосфоресценція ДНК, пов'язана саме з цими пастками. Припускається, що мобільні триплетні збудження в ДНК можуть поширюватися на відстані, що дорівнюють довжині 16 базових пар нуклеотидів. Згідно з отриманими даними, переважна більшість триплетних збуджень у ДНК зрештою локалізується на фотостабільних пастках, пов 'язанш з АТ-послідовностями. Таким чином, ієрархія розташування електронних рівнів баз ДНК сприяє процесу перенесення енергії електронного збудження триплетними рівнями, що призводить до істотного стримування фотохімічного руйнування ДНК. Цей факт доведено дослідженнями, спричиненого УФ-випромінюванням фоторуйнування ДНК та модельних базових сполук. Останнє доводить існування механізму самозахисту ДНК проти руйнування π-електронних систем цієї макромолекули (спричиненого їх збудженням різного походження).
За допомогою спектрів електронного поглинання та фосфоресценції було досліджено розташування енергетичних рівнів ДНК, перенесення енергії електронного збудження триплетними рівнями та його відношення до руйнування ДНК під дією УФ-випромінювання. Показано, що найнижчий збуджений триплетний електронний рівень ДНК (а також: і найвищий синглетний) належить аденіновій ланці. Однак основними пастками триплетних збуджень в ДНК є AT- послідовності і фосфоресценція ДНК, пов'язана саме з цими пастками. Припускається, що мобільні триплетні збудження в ДНК можуть поширюватися на відстані, що дорівнюють довжині 16 базових пар нуклеотидів. Згідно з отриманими даними, переважна більшість триплетних збуджень у ДНК зрештою локалізується на фотостабільних пастках, пов 'язанш з АТ-послідовностями. Таким чином, ієрархія розташування електронних рівнів баз ДНК сприяє процесу перенесення енергії електронного збудження триплетними рівнями, що призводить до істотного стримування фотохімічного руйнування ДНК. Цей факт доведено дослідженнями, спричиненого УФ-випромінюванням фоторуйнування ДНК та модельних базових сполук. Останнє доводить існування механізму самозахисту ДНК проти руйнування π-електронних систем цієї макромолекули (спричиненого їх збудженням різного походження).
Description
Keywords
phosphorescence, fluorescence, triplet electronic excitation energy transfer, nucleotides, the DNA, ДНК, спектри електронного поглинання, фосфоресценція
Citation
The effect of triplet-triplet excitation energy transfer on the DNA self-protection mechanism / V. M. Yashchuk, V. Yu. Kudrya, M. Yu. Losytskyy, I. Ya. Dubey, T. Y. Ohulchanskyy, H. Suga, S. M. Yarmoluk // Наукові записки НаУКМА. - 2006. - Т. 51 : Фізико-математичні науки. - С. 48-57.