Destruction of deoxyribose induced by core-ionization

内殻イオン化によるデオキシリボースの分解

藤井 健太郎; 泉 雄大; 成田 あゆみ; 横谷 明徳; Herv du Penhoat, M.-A.*; Ghose, K.*; Vuilleumier, R.*; Gaigeot, M.-P.*; Politis, M.-F.*

Fujii, Kentaro; Izumi, Yudai; Narita, Ayumi; Yokoya, Akinari; Herv du Penhoat, M.-A.*; Ghose, K.*; Vuilleumier, R.*; Gaigeot, M.-P.*; Politis, M.-F.*

内殻イオン化によって誘発されるDNA主鎖切断の生成に関わる、吸着水分子の役割を明らかにするために、DNA主鎖の一部であるデオキシリボース(DR)に水分子を吸着させて、酸素の内殻電子をイオン化することのできる放射光軟X線(560eV)を照射した。照射中に試料から脱離するイオンの質量スペクトルや、照射前後の軟X線吸収スペクトルの変化から、内殻イオン化によるDR分子の分解過程を調べた。その結果、(1)DR分子から脱離するイオンの収量が水の吸着によって減少する。(2)DR分子の軟X線吸収スペクトルが軟X線照射により変化する。(3)水分子を吸着させた試料の照射後の軟X線吸収スペクトルは、ギ酸分子(HCOOH)のスペクトルと類似した位置にピークを持つことが明らかになった。これらの結果から、吸着水分子はDR分子の分解の抑制、あるいは分解後のイオン脱離の抑制に関わっていると予想される。さらに、水が吸着したDRに軟X線を照射したときに生じるカルボキシル基(-COOH)を含む分解生成物の生成に、吸着水分子が関わっていると考えられる。

In order to reveal a role of hydration water on the destruction of dR molecule induced by core electron ionization, we measured a mass spectrum of desorbed ions from the hydrated dR film exposed to soft X-rays with energy above oxygen K-shell ionization threshold (560 eV). The spectral changes of X-ray absorption near edge structure (XANES) of the films after the soft X-ray exposures were also examined the chemical structure of the irradiation products. The yield of the desorbed ions, which were produced by the destruction of furanose ring structure, obviously decreased with depositing one layer of water molecules on the film. This result suggests that the hydration water layer on dR film suppresses an intense destruction of the furanose ring structure of dR induced by the core ionization, or the desorption of the resulting fragment ions from the sample film. We also observed new peaks emerging around 534-536 eV in the XANES spectrum of the hydrated sample irradiated. These new peaks are located at the similar energies to those of XANES peaks of formic acid. The hydration water could also contribute to produce the newly forming products containing a carboxyl group.