2.2.2. Реакции озона с аминокислотами и белками

Окислительным превращениям при действии озона подвергаются практически все аминокислоты, но особенно триптофан, тирозин, гистидин, цистеин, хотя и в разной степени. Эта реакция более характерна для цистеина и цистина, и в меньшей – для тирозина, фенилаланина, триптофана. Высокая реакционная способность серусодержащих аминокислот обусловлена сравнительно легкой поляризуемостью сульфгидрильных SH и сульфуглеродных SC- групп, которые служат местом атаки электронов. Под влиянием озона возможно образование различных продуктов в следующих реакциях :

цистеин (RSH)  цистин (RSSR),

цистеин (RSH)  цистеиновая кислота (RSO₃H),

метионин (CH₃SR)  метионинсульфоксид (CH₃SOR),

триптофан (С₁₁H₁₂N₂O₂)  N-формилкинугенин

Озон вызывает деструкцию белковых молекул. Специфика их окислительной модификации определяется особенностью аминокислотного состава и структурной организацией белковых молекул. Предполагается, что с озоном реагируют аминокислотные остатки белков. Он также окисляет белковые тиолы с образованием дисульфидных мостиков между белковыми цепочками. За счет способности реагировать с тиоловыми группами цистеина наибольшей чувствительностью к озону, обладает, например, белок млечного сока дынного дерева - папаин. Белки лиизоцим и овидин чувствительны к озону за счет окисления их аминокислотных остатков, главным образом, триптофана.

2.2.3. Реакции озона с аминами

Реакции озона с аминами протекают довольно легко. Механизм реакции для аминов зависит от строения исходного амина. По современным представлениям, амин R₃N реагирует с озоном в реакции:

R₃N + O₃  R₃ N⁺OOO^

В результате образуется озонид, который затем разлагается, теряя молекулярный кислород

R₃ N⁺ OOO^-  R₃N⁺ O^ + O₂

Катехоламины дофамин, норадреналин, адреналин реагируют с озоном как обычные фенолы, присоединяясь по двойным связям, далее их окисление идет до красных пигментов аминохромов, а затем и - черных пигментов меланинов.

2.2.4. Взаимодействие озона с нуклеиновыми кислотами

Озон реагирует с двойными связями азотистых оснований нуклеиновых кислот, образуя озониды, в конечном итоге происходит образование разрывов в одиночных или двойных спиралях. Эти повреждения вызывают снижение нормальной генетической функции ДНК. Как установлено в работах на животных, растениях, микроорганизмах и клеточных культурах, озон является мутагеном. Мутации возникают даже при коротких экспозициях при концентрации 0,1 до 1,0 частей на млн. С увеличением концентрации и продолжительности экспозиции частота мутаций увеличивается. Мутагенные свойства озона связаны с его способностью вызывать дефекты в структурах нуклеиновых кислот. Кроме того, озон нарушает включение азотистых оснований в структуру ДНК при ее синтезе.

2.2.5. Реакции озона с надн и надфн

Биологически важные восстановители, такие как никотинамидадениннуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклео-тидфосфат (НАДФ) в восстановленной форме легко окисляются озоном (рис. 12).

Рис.12. Реакция озона с НАДН

При действии озона происходит разрыв ароматического кольца с образованием альдегидных групп в месте разрыва. Озонолиз вначале идет по 5-6 двойной связи, а затем по 2-3 двойной связи. Реакция зависит от рН и протекает с большой скоростью в нейтральной и щелочной средах. НАД и НАДФ более устойчивы к озону, чем их восстановленные формы. Следует отметить, что продукты реакции НАДН и НАДФН с озоном не обладают биологической активностью.