ИСТИНА

Свободные радикалы образуются в биологических системах растительного и животного происхождения в процессах электронного транспорта, связанных с функционированием цепей электронного переноса хлоропластов и митохондрий. В биофизических и биохимических исследованиях в качестве индикаторов свободных радикалов часто используются соединения, которые становятся парамагнитными в результате взаимодействия с короткоживущими радикалами биологического происхождения. В частности, в качестве индикатора активных форм кислорода используется 4,5-дигидроксибензол-1,3-дисульфонат натрия, известный как Тайрон. Сверхтонкая структура и параметры спектра ЭПР семихинонового радикала Тайрона зависят от среды, включая её полярность и кислотность, а также присутствие в ней ионов металлов. В нашей работе [1] результаты экспериментальных исследований таких зависимостей были объяснены с привлечением данных квантово-химического анализа электронной структуры этих радикалов. Установлены причины изменений спектра ЭПР радикала Тайрона в морской воде. Аналогичный подход для квантово-химического моделирования влияния водного окружения на спектры ЭПР свободных радикалов был применён нами ранее при исследовании парамагнитных соединений нитроксильного типа, используемых в качестве pH-чувствительных зондов [2,3]. Показано [1-3], что создание моделей радикал-растворитель с оболочкой, состоящей из 40-50 дискретных молекул воды, взаимодействующих между собой и с радикалом, в сочетании с использованием современных приближений в рамках метода функционала плотности позволяют правильно рассчитать параметры спектров ЭПР и объяснить их зависимость от состава водного раствора. [1] S.O. Liubimovskii, L.Yu. Ustynyuk, and A.N. Tikhonov, Superoxide radical scavenging by sodium 4,5-dihydroxybenzene-1,3-disulfonate dissolved in water: Experimental and quantum chemical studies, J. Mol. Liq., 333, 115810, (2021). [2] L.N. Ikryannikova, L.Yu. Ustynyuk, and A.N. Tikhonov, DFT study of nitroxide radicals. 1. Effects of solvent on structural and electronic characteristics of 4-amino-2,2,5,5-tetramethyl-3-imidazoline-N-oxyl, J. Phys. Chem. A, 108, 4759−4768, (2004). [3] L.N. Ikryannikova, L.Yu. Ustynyuk, and A.N. Tikhonov, DFT study of nitroxide radicals: explicit modeling of solvent effects on the structural and electronic characteristics of 4-amino-2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-N-oxyl, Magn. Reson. Chem., 48, 337−349, (2010).