Badania centrów paramagnetycznych melaniny z Sepia officinalis metodą EPR

• Autorzy: Chodurek E. , Czyżyk D. , Pilawa B. , Wilczyński S.

Warianty tytułu

EN

EPR studies of paramagnetic centers in melanin from Sepia officinalis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania właściwości paramagnetycznych biopolimeru melaninowego otrzymanego z Sepia officinalis z zastosowaniem spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego na pasmo X (9,3 GHz). Biopolimer ten jest wykorzystywany w preparatach kosmetycznych. Analizowano kształt i parametry widm EPR centrów paramagnetycznych melaniny zarejestrowanych jako pierwsza pochodna absorpcji. Otrzymano wartości współczynnika rozszczepienia spektroskopowego g, amplitudy, intensywności integralnej i szerokości linii EPR. Wyznaczono koncentrację centrów paramagnetycznych w badanym biopolimerze melaninowym. Stwierdzono podobne widma EPR i właściwości centrów paramagnetycznych melaniny z Sepia officinalis oraz eumaleniny. Zależne od mocy mikrofalowej asymetryczne widma EPR wskazują na złożony charakter układu centrów paramagnetycznych w testowanym biopolimerze. Wykazano, że w melaninie z Sepia officinalis występują głównie o-semichinonowe wolne rodniki. Wolne procesy relaksacji spin-sieć zachodzą w analizowanej melaninie.

EN

Paramagnetic properties of melanin biopolymer from Sepia officinalis were studied by the use of electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) at X-band (9.3 GHz). This biopolymer is applied in cosmetics. Lineshape and parameters of first-derivative EPR spectra of melanin paramagnetic centers were analysed. g-Factor, amplitude, integral intensity, and linewidth of EPR spectra were obtained. Concentration of paramagnetic centers in melanin biopolymer was determined. EPR spectra of melanin from Sepia officinalis and properties of its paramagnetic centers are similar to those of eumelanin. Asymmetrical EPR spectra dependent on microwave power indicate that complex paramagnetic centers system is characteristic for the tested biopolymer. It was proved that mainly o-semiquinone free radicals exist in melanin from Sepia officinalis. Slow spin-lattice relaxation processes exist in the analysed melanin.

Słowa kluczowe

PL

biopolimer melaninowy; Sepia officinalis; centra paramagnetyczne; wolne rodniki; EPR

EN

melanin biopolymer; Sepia officinalis; paramagnetic centers; free radicals; EPR

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 12, no. 86
• Strony: 28--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., wykr. Tekst pol.ang.

Twórcy

autor

Chodurek E.

• Kadedra i Zakład Biofarmacji, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Narcyzów 1, 41-200 Sosnowiec

autor

Czyżyk D.

• Katedra i Zakład Biofizyki, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jedności 8, 41-200 Sosnowiec

autor

Pilawa B.

• Katedra i Zakład Biofizyki, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jedności 8, 41-200 Sosnowiec

autor

Wilczyński S.

• Katedra i Zakład Biofizyki, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jedności 8, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1]Sarna T., Badanie struktury i właściwości centrów aktywnych melanin, Zagadnienia Biofizyki Współczesnej 1981, 6, 201-219.
• [2] Sealy R.C., Hyde J.S., Felix CC, Menon I.A., Prota G., Eumelanins and pheomelanins: characterization by electron spin resonancespectroscopy. Science 1982, 217, 545-547.
• [3] Pasenkiewicz-Gierula M., Badanie struktury i dynamiki paramagnetycznych układów molekularnych o spinie s = 1/2 metodą elektronowego rezonansu paramagnetycznego (ERP). Rozprawa habilitacyjna, Uniwersytet Jagielloński, Kraków 1990.
• [4] Korytowski W., Jonowymienne właściwości melanin - oddziaływanie z jonami metali, Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Jagiellońskiego 1982, 9, 279-283.
• [5] Krzywda A., Petelenz E., Michalczyk D., Płonka P.M., Sclerotia of the acellular (true) slime mould Fuligo septica as a model to study melanization and anabiosis, Cell Molecular Biology letters 2008, 13, 130-143.
• [6] Okazaki M., Kuwata K., Miki Y., Shiga S., Shiga T., Electron spin relaxation of synthetic melanin and melanin - containing human tissues as studied by electron spin echo and electron spin resonance, Archives of Biochemistry and Biophysics 1985, 242, 197-2005.
• [7] Buszman E., Pilawa B., Zdybel M., Wilczyński S., Gondzik A., Witoszyńska T., Wilczok T., EPR examination of Zn2+ and Cu2+ binding by pigmented soil fungi Cladosporium cladosporioides. Science of the Total Environment 2006, 363, 195-205.
• [8] Matuszczyk M., Buszman E., Pilawa B., Witoszyńska T., Wilczok T., Cd2+ effect on free radicals in Cladosporium cladosporioides - melanin tested by EPR spectroscopy, Chemical Physics Letters 2004,394,366-371.
• [9] Pilawa B., Buszman, E., Gondzik A., Wilczyński S., Zdybel M., Witoszyńska T., Wilczok T. Effect of pH on paramagnetic centers in Cladosporium cladosporioides, Acta Physica Polonica A 2005, 108, 147-150.
• [10] Pilawa B., Latocha M., Krzyminiewski R., Kruczyński Z., Buszman E., Wilczok T., Effect of temperature on melanin EPR spectra, Physica Medica 2004, XX(Suppl. 1), 96-98.
• [11] Pilawa B., Chodurek E., Wilczok T., Types of paramagnetic centres in Cu2+ complexes with model neuromelanins, Applied Magnetic Resonance 2003, 24, 417-422.
• [12] Chodurek E., Pilawa B., Dzierżęga-LęcznarA., Kurkiewicz S., Świątkowska L, Wilczok T., Effect of Cu2+ and Zn2+ ions on DOPA-melanin structure as analyzed by pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry and EPR spectroscopy, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2003, 70, 43-54.
• [13] Buszman E., Pilawa B., Zdybel M., Wrześniok D., GrzegorczykA., Wilczok T., EPR examination of Zn2+ and Cu2+ effect on free radicals in DOPA-melanin-netilmicin complexes, Chemical Physics Letters 2005, 403, 22-28.
• [14] Buszman E., Pilawa B., Zdybel M., Wrześniok D., Grzegorczyk A., Wilczok T., Paramagnetic centers in DOPA-melanin-dihydrostreptomycin complexes, Acta Physica Polonica A 2005,108, 353-356.
• [15] Pilawa B., Latocha M., Buszman E., Wilczok T., Effect of oxygen on spin-spin and spin-lattice relaxation in DOPA-melanin. Complexes with chloroquine and metal ions, Applied Magnetic Resonance 2003, 25, 105-111.
• [16] Pilawa B., Buszman E., Wrześniok D., Latocha M., Wilczok T., Application of EPR spectroscopy to examination of gentamicin and kanamycin binding to DOPA-melanin, Applied Magnetic Resonance 2002,23, 181-192.
• [17] Duliu O. G., Electron paramagnetic resonance identification of irradiated cuttlefish (Sepia officinalis L.), Applied Radiation and isotopes 2000, 52, 1385-1390.
• [18] Bartosz G., Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie, Warszawa, PWN 2006.
• [19] Eaton G.R., Eaton S.S., Salikhov K.M. (eds), Foundations of modern EPR, World Scientific, Singapore, New Jersey, London, Hong Kong 1998.
• [20] Baumann L., Cosmetic dermatology 2002.
• [21] Gibka J., Wykorzystanie meianiny i procesu melanogenezy w kosmetyce, Polish Journal of Cosmetology 2000, 3,164-176.
• [22] Stankowski J., Hilczer W., Pierwszy krok ku spektroskopii rezonansów magnetycznych, Ośrodek Wydawnictw Naukowych PWN 2006.
• [23] Wertz J. E., Bolton J. R., Electron Spin Resonance. Elementary Theory and Practical Applications, New York, London, 1986.
• [24] Kozdrowska L., Właściwości centrów paramagnetycznych kompleksów DOPA-melaniny z kanamycyną i jonami miedzi (II), Rozprawa doktorska, Uniwersytet Zielonogórski, Zielona Góra 2005.
• [25] Zdybel M., Złożony układ centrów paramagnetycznych kompleksów DOPA-melaniny z netilmicyną, jonami cynku(II) i miedzi(II), Rozprawa doktorska, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice 2008.
• [26] Pilawa B., Zdybel M., Latocha M., Krzyminiewski R., Kruczyński Z., Analysis of lineshape of black Drosophila melanogaster EPR spectra, Current Topics of Biophysics 2008, 31, 5-9.