内殻励起によるDNA塩基ラジカル生成機構

Production mechanism of DNA bases radical induced by inner-shell excitation

横谷 明徳

Yokoya, Akinari

放射線によりDNA分子中に生じる塩基の酸化的損傷の前駆体を明らかにするため、われわれはSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)に設置された電子常磁性共鳴(EPR)装置を用いて、酸素及び窒素K吸収端領域におけるDNA塩基ラジカルの生成機構について調べている。DNA塩基の一つであるグアニン塩基に対するEPRの「その場」測定から、ビーム照射時にのみ現れる短寿命のラジカルが生成することが見いだされた。このラジカルはグアニン中にただ一つしかない酸素(カルボニル酸素)の1s*共鳴によりその収率が顕著に増えた。一方ビーム照射を停止しても残存する安定なラジカルも生成し、これは線照射などで既に報告されているグアニンカチオンラジカルと推定された。このカチオンラジカルは短寿命ラジカルとは異なり、酸素の1s*共鳴により逆に収率が減少した。以上の結果から、オージェ終状態からさらに競争的にこれら二つのラジカル過程を経て化学的に安定なグアニン損傷に至ることが示された。

To reveal the mechanism of oxidative base damages, such as 8-oxo-G, in DNA molecule by ionizing radiation, DNA base radicals were examined around oxygen and nitrogen K-edge region using an EPR spectrometer installed in a synchrotron soft X-ray beamline (BL23SU) in SPring-8. In situ measurements of EPR spectrum of guanine base revealed that short-lived transient radical species are specifically induced by photoexcitation of a 1s electron to * antibonding orbital at carbonyl oxygen atom. They promptly disappear by "beam-off". On the other hand, a long-lived radical whose EPR spectrum is consistent with previous reports for guanine cation radical was accumulated during the irradiation. The yield of the stable radical decreased by These results indicate that chemically stable DNA base lesions, such as 8-oxo-G, would result from transient species that are inferred to be one electron oxidized radicals after decay of Auger final state.