В серии новаторских экспериментов исследователь из Университета Осаки продемонстрировал новый захватывающий метод понимания способности антиоксидантов защищать нас от вредных свободных радикалов. Профессор Кадзуо Кобаяши использовал линейные ускорители электронов, иногда называемые линейными ускорителями, чтобы выбрасывать электроны со скоростью, невиданной ранее в биологических исследованиях. Когда электроны врезались в молекулы воды в образцах, образовывались высокореактивные свободные радикалы. Эта работа будет чрезвычайно ценной для понимания естественных антиоксидантных молекул и белков организма, таких как аскорбиновая кислота, также называемая витамином С.
Свободный радикал - это молекула с неспаренным электроном, что делает ее очень охотно вступающей в реакцию. Некоторые биологические процессы, в том числе фотосинтез, используют свободные радикалы для запуска жизненно важных химических реакций. Однако когда свободный радикал высвобождается, он может нанести серьезный ущерб ДНК и другим важным биомолекулам. Мошеннические радикалы также могут быть созданы радиацией, в том числе солнечным ультрафиолетовым светом. Чтобы предотвратить повреждение от свободных радикалов, молекула антиоксиданта или белок, циркулирующие в организме, могут поглощать лишний электрон. Долгие годы ученые могли только догадываться о точном пути этого процесса, поскольку передача электрона от свободного радикала к антиоксиданту происходит чрезвычайно быстро, за время, измеряемое триллионными долями секунды.
В текущем исследовании, чтобы наблюдать за переносом заряда в действии, электроны ускорялись линейным ускорителем в процессе, называемом импульсным радиолизом. Поскольку биологические образцы почти всегда содержат воду, можно было рассчитывать, что электроны врежутся в молекулы H2O, что приведет к быстрому и надежному образованию свободных радикалов внутри образца. Хотя достоинства этого новшества широко применимы, потребовалось много лет, чтобы получить признание в биологических областях.
«Ускорители хорошо известны в области химии и физики, - объясняет профессор Кобаяши, - но менее известны исследователям из других областей. Некоторые скептики считали их слишком сложными и вредными для биомолекул, чтобы быть полезными. Однако, это исследование демонстрирует, насколько ценными могут быть линейные ускорители для понимания широкого спектра биологических процессов».
Этот метод может не только объяснить многие неопределенные механизмы биологических реакций, включающих перенос электронов, но и помочь разработать новые лекарства для предотвращения повреждения клеток.