vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2019-55-1-26-31vestich-368Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯPHYSICAL CHEMISTRYКоличественная модель радиационного синтеза триптофана в водно-спиртовом растворе аланина и индолаQuantitative model of tryptophan radiation synthesis in water-accohol indole-alanine solutionЖигуноваЛ. Н.ZhigunovaL. N.

Жигунова Лариса Николаевна – доктор технических наук.

Минск, а/я 119, 220109.

Minsk, POB 119, 220109.

lara.zhigunova@mail.ruНичипорГ. В.NichiporG. V.

Ничипор Генриэтта Валентиновна – доктор химических наук, главный научный сотрудник.

Минск, а/я 119, 220109.

Henrietta V. Nichipor – D. Sc. (Chemistry), Senior Researcher.

Minsk, POB 119, 220109.

hnichipor@sosny.bas-net.byМаковскаяН. А.MakovskayaN. A.

Маковская Наталья Александровна – кандидат биологических наук, заведующая лабораторией реабилитации загрязненных территорий.

Минск, а/я 119, 220109.

Natalia A. Makovskaya – Ph. D. (Biology), Head of the Laboratory of Rehabilitation of contaminated areas.

Minsk, POB 119, 220109.

ferapontova@tut.byОбъединенный институт энергетических и ядерных исследований – Сосны Национальной академии наук БеларусиJoint Institute for Power and Nuclear Research – Sosny of the National Academy of Sciences of Belarus2019120320195512631Copyright © Жигунова Л.Н., Ничипор Г.В., Маковская Н.А., 20192019Жигунова Л.Н., Ничипор Г.В., Маковская Н.А.Zhigunova L.N., Nichipor G.V., Makovskaya N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/368

Изучение радиационно-химического карбоксилирования системы индол−аланин связано с возможностью его использования для получения незаменимой аминокислоты – триптофана. В предыдущей работе исследовано влияние акцепторов заряда − дифенила и перекиси водорода на кинетику радиолиза системы: вода, спирт, индол, серин [1]. Установлено, что сольватированный электрон оказывает определяющую роль в механизме образования триптофана. Целью настоящей работы является формулирование количественной модели радиационного синтеза триптофана на примере водно-спиртового раствора индола и аланина. Радиолиз осуществляли γ-лучами радиоактивного изотопа 60Со на γ-установке УГУ-420А в статических условиях при мощности дозы 1,2 Гр/с. Изучаемую систему, состоящую из 0,1М спиртового раствора индола и 0,1 М водного раствора аланина в соотношении 1:1, насыщенную углекислым газом и подвергшуюся радиационной обработке, исследовали методом тонкослойной хроматографии для определения аминокислот. Погрешность определения составила ± 5 %. В облученном растворе методом восходящей бумажной хроматографии с последующим количественным определением обнаружен триптофан. Представлена зависимость концентрации триптофана от дозы при радиационно-химическом карбоксилировании в системе индол–аланин. На основании полученных экспериментальных и расчетных значений радиационно-химического выхода β-индолиламинопропионовой кислоты установлено, что теоретическая модель удовлетворительно описывает экспериментальные данные.

Besides the theoretical value, the study of radiation-chemical carboxylation of the indole-alanine system is caused by the possibility of its use for obtaining an essential amino acid – tryptophan. In the previous paper an impact of the acceptors of charge − diphenyl and hydrogen peroxide – on the kinetics of radiolysis of the system: water, alcohol, indole, serine was studied. [1]. It was determined, that the solvated electron plays a decisive role in a mechanism of tryptophan formation. The purpose of this paper is to formulate a quantitative model of tryptophan radiation synthesis by the example of water-alcohol solution of the indole and alanine. The radiolysis was performed by γ–rays of the radioactive isotope 60-Сo at the UGU-420A facility under static conditions at the dose rate 1.2 Gy/s. The system in question, which consists of 0.1M of the alcoholic solution of indole and 0,1M of aqueous solution of alanine at the ratio 1:1, saturated with carbon and exposed to radiation treatment, was investigated by means of thin-layer chromatography for amino acids determining.

The error of determination was ± 5 %. By the method of ascending paper chromatography with subsequent quantitative determination, tryptophan was detected in the irradiated solution. The dependence of tryptophan concentration on a dose during radiation-chemical carboxylation in the indole-alanine system was demonstrated. Based on the obtained experimental and calculated values of radiation-chemical output of β-indolylmaleimide acid (tryptophan), theoretical model that satisfactorily describes the experimental data was established.

математическая модельрадиационно-химический синтезаминокислотытриптофаниндолаланинRadiation-chemical synthesisaminoacidstryptophanindole-alanineО.И. ШадыроO.I. ShadyroReferencesИзучение влияния акцепторов заряда на процесс радиационно-химического арбоксилиования системы индол-серин / Л. Н. Жигунова [и др.] // Химия высоких энергий. – 2015. – Т. 49, № 5. − С. 349–353.Zhigunova L. N., Nichipor G. V., Shevtsova O. V. Effect of charge scavengers on the radiation-chemical carboxylation of the indole – serine system. High energy chemistry, 2015, vol.49, no. 5, pp. 311–315. https://doi.org/10.1134/s0018143915050185Кеба, В. В. Математическая модель радиолиза воды и водных растворов / В. В. Кеба, Н. А. Семиколенова // Математические структуры и моделирование. – 2000. – Вып. 6. – C. 72–77.Keba V. V., Semikolenova N. A. Mathematical model of radiolysis of water and aqueous solutions. Matematicheskie struktury i modelirovanie = Mathematical structures and modeling, 2000, vol. 6, pp. 72–77 (in Russian).Бугаенко, В. Л. Количественная модель радиолиза жидкой воды и разбавленных водных растворов водорода, кислорода и перекиси водорода. I. Формулировка модели / В. Л. Бугаенко, В. М. Бяков // Химия высоких энергий. – 1998. – Т. 32, № 6. – С. 407–414.Bugaenko V. L., Byakov V. M. Quantitative model of the radiolysis of liquid water, and dilute aqueous solutions of hydrogen, oxygen and hydrogen peroxide. I. The formulation of the model. Khimiya vysokikh energii = High energy chemistry, 1998, vol. 32, no. 6, pp. 407–414 (in Russian).Пикаев, А. К. Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды / А. К. Пикаев, С. А. Кабакчи: Спр. – М.: Энергоиздат, 1982. – 200 c.Pikaev A. K., Kabakchi S. A. Reactivity of primary products of water radiolysis. Moscow, Energoizdat Publ., 1982. 200 p. (in Russian).Пикаев, А. К. Современная радиационная химия. Радиолиз газов и жидкостей / А. К. Пикаев. – М.: Наука, 1986. – 440 с.Pikaev A. K. Modern radiation chemistry. Radiolysis of gases and liquids. Moscow, Nauka Publ., 1986. 440 p. (in Russian).Chemical Kinetics Database [Electronic resource] / National Institute of Standarts and Technology. – 2013. – Mode of access: http://kinetics.nist.gov/index.php. – Date of access: 18.05.2016.Chemical Kinetics Database. National Institute of Standarts and Technology. 2013. Available at: http://kinetics.nist.gov/index.php. (accessed 18 May 2016).Сазонов, А. Б. Гамма-радиолиз бинарной системы «этанол–вода» в присутствии кислорода / А. Б. Сазонов, Н. В. Марченко, А. В. Никитин // Химия высоких энергий. – 2015. – Т. 49, № 4. – C. 253–264.Sazonov A. B., Marchenko N. V., Nikitin A. V. Gamma-radiolysis of the binary ethanol-water system in the presence of oxygen. High Energy Chemistry, 2015, vol. 49, no. 4, pp. 223–233. https://doi.org/10.1134/s0018143915040153Гордеев, А. В. Моделирование радиационно-химических выходов Н2 и Н2О2 в концентрированных растворах / А. В. Гордеев, Б. Г. Ершов, А. В. Сафонов // Химия высоких энергий. – 2014. – Т. 48, № 4. – С. 272–280.Gordeev A. V., Ershov B. G., Safonov A. V. Modeling of radiation-chemical yields of H2 and H2O2 in concentrated solutions. High Energy Chemistry, 2014, vol. 48, no. 4, pp. 230–238. https://doi.org/10.1134/s0018143914040055Радиационно-индуцированная деструкция гидроксилсодержащих аминокислот в водных растворах / А. А. Сладкова [и др.] // Химия высоких энергий. – 2012. – Т. 46, № 4. – C. 283–288.Sladkova A. A., Sosnovskaya A. A., Edimecheva I. P., Knizhnikov V. A., Shadyro O. I. Radiation-induced degradation of hydroxyl-containing amino acids in aqueous solutions. High Energy Chemistry, 2012, vol. 46, no. 4, pp. 235–240. https:// doi.org/10.1134/s0018143912040169

The authors declare that there are no conflicts of interest present.