ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ

Фотореактивация (греч. phos, phdtos свет + лат. re приставка, обозначающая повторение, возобновление + activus действенный, деятельный) — восстановление жизнеспособности биологических систем, поврежденных УФ-излучеиием, в результате последующего воздействия света более длинноволновой области спектра.

Явление Фотореактивации открыто в 1949 г. советским исследователем И. Ф. Ковалевым и независимо от него амер. ученым Кельнером (А. Kelner). Способность к Фотореактивации выявлена у представителей почти всех групп животного и растительного мира: клеток прокариот, дрожжей, грибов, многих видов растений, моллюсков, рептилий, рыб, млекопитающих, включая человека.

Считают, что Фотореактивация возникла у биологических объектов как приспособительная реакция для защиты от УФ-излучения Солнца и генетически закрепилась в процессе эволюции. Обнаружено, что у людей, больных пигментной ксеродермой (см. Ксеродерма пигментная), количество фото лиазы — фермента фотореактивации резко снижено.

Спектр действия Ф. у разных объектов различен: у одних максимальную Ф. вызывает свет длиной волны 355—380 нм, у других — 430— 480 нм.

В основе Ф. лежит фотоферментативная реакция мономеризации циклобутановых димеров пиридиновых оснований ДНК, образующихся в молекуле ДНК под действием УФ-из лучения, с участием фото лиазы, активируемой светом (300—600 нм). Фотолиаза расщепляет димеры, образующиеся как при прямом поглощении молекулой ДНК излучения (240—310 нм), так и в результате фотосенсибилизации (см.) при воздействии УФ-излучения (315—360 нм). Фотолиаза выделена в чистом виде из кишечной палочки, дрожжей, а также клеток млекопитающих, в частности из клеток костного мозга, лейкоцитов крови и фибробластов кожи человека.

Реакция фотолиазы с ДНК имеет две стадии:

На 1-й (темновой) стадии, к-рая зависит от температуры, происходит связывание фермента (Е) с участками ДНК, содержащими пиримидиновые димеры (S), и образование довольно устойчивого фермент-субстратного комплекса (ES). На 2-й (световой) стадии, с участием энергии кванта света hv (эта стадия не зависит от температуры), протекает собственно реакция мономеризации пиримидиновых димеров, в результате к-рой комплекс распадается на свободный фермент и свободные пиримидиновые основания (продукт Р). У нек-рых биологических объектов Ф. связана с мономеризацией пиримидиновых димеров молекул РНК.

Помимо ферментативной Ф., известна так наз. непрямая Ф. при действии УФ-излучения в диапазоне 300—380 нм, осуществляемая без участия фермента. Непрямая Ф. обнаружена у нек-рых штаммов кишечной палочки. Она обусловлена задержкой роста клеток при длинноволновом УФ-облучении и связанной с этим повышенной эффективностью темповой (эксцизионной) стадии восстановления структуры ДНК.

Высокая специфичность ферментативной Ф. дает возможность анализировать с ее помощью участие пиримидиновых димеров ДНК в механизмах летального и мутагенного действия УФ-излучения, а также других агентов, повреждающих ДНК (см. Ионизирующие излучения).

См. также Фотохимические реакции.

Библиогр.: Жестяников В. Д. Репарация ДНК и ее биологическое значение, с. 13 и др., Л., 1979; Ковалев И. Ф. Влияние видимого участка спектра лучистой энергии на динамику патологического процесса в клетке, поврежденной ультрафиолетовыми лучами, Учен. зап. Украинок, эксперим. ин-та глазн. бол. им. акад. В. П. Филатова, т. 1, с. 385, Одесса, 1949; Конев С. В. и Болотовский И. Д. Фотобиология, с. 292, Минск, 1979; Смит К. и Хэнеуолт Ф. Молекулярная фотобиология, пер. с англ., с. 175, М., 1972; Sutherland J. С. Photophysics and photochemistry of photoreactivation, Photochem. Photobiol., v. 25, p. 435, 1977; Sutherland J. C. a. o. Photoreactivating enzyme from Escherichia coli. Interactions with DNA and mechanism of action, Biophys. J., v. 32, p. 242, 1980.

Г. Б. Завильгельский.