Характеристики электронной эмиссии облученных биомолекул

Новое исследование молекулярных взаимодействий может облегчить разработку новых лекарств

Когда быстро движущиеся ионы пересекают путь с большими биомолекулами, в результате столкновений образуется много электронов с низкой энергией, которые могут продолжить ионизовать молекулы еще больше. Чтобы полностью понять, как это излучение влияет на биологические структуры, физикам важно измерить, как электроны рассеиваются во время столкновений. Однако до сих пор понимание исследователями этого процесса остается ограниченным. В новом исследовании, опубликованном в EPJ D, исследователи из Индии и Аргентины во главе с Локешем Трибеди из Института фундаментальных исследований Тата успешно определили характеристики электронной эмиссии, когда высокоскоростные ионы сталкиваются с аденином – одним из четырех основных нуклеиновых оснований ДНК.

Поскольку ионы высоких энергий могут разрывать нити ДНК при столкновении с ними, открытия группы могут улучшить наше понимание того, как радиационное повреждение увеличивает риск развития рака внутри клеток. В своем эксперименте они рассмотрели «двойное дифференциальное сечение» (DDCS) ионизации аденина. Это значение определяет вероятность того, что электроны с определенными энергиями и углами рассеяния будут образовываться при столкновении ионов и молекул лицом к лицу, и имеет решающее значение для понимания степени ионизации биомолекул электронами, которые они излучают.

Чтобы измерить это значение, Трибеди и его коллеги тщательно подготовили струю пара молекулы аденина, которую они пересекли с пучком высокоэнергетических ионов углерода. Затем они измерили результирующую ионизацию с помощью техники электронной спектроскопии, которая позволила им определить эмиссию электронов аденина в широком диапазоне энергий и углов рассеяния. Впоследствии команда смогла охарактеризовать DDCS столкновения аденин-иона; дающий результат, который во многом согласуется с предсказаниями компьютерных моделей, основанными на предыдущих теориях. Их открытия могут теперь привести к важному прогрессу в наших знаниях о том, как биомолекулы подвержены влиянию высокоскоростного ионного излучения; потенциально ведет к лучшему пониманию того, как рак в клетках может возникнуть после радиационного поражения.

Источник:

Ссылка в журнале:

Бхаттачарджи, С., и др. (2020) Электронная эмиссия при ионизации молекулы аденина, индуцированная чистыми ионами C 5 МэВ / н. EPJ D. doi.org/10.1140/epjd/e2020-10151-3.

Source link