May 24, 2019

Про магнитный изотопный эффект

Среди спама, который присылает мне на почту мой ВУЗ, я нашел объявление, что скоро будет семинар какого-то физика Алексея Анатольевича Бучаченко. Я вспомнил, что знаю про еще одного физика с фамилией Бучаченко (Анатолия Леонидовича), и даже читал его научно-популярную книжку "Химия как музыка". Судя по отчеству, вполне может оказаться, что А. А. Бучаченко это сын А. Л. Бучаченко, но никаких подтверждений/опровержений этого я не нашел.

Про А. Л. Бучаченко пишут, что он открыл магнитный изотопный эффект (МИЭ), суть которого, как я понял, в том, что магнитный момент ядра атома может влиять на протекание химических реакций, в которых этот атом участвует. Я прочитал случайно выбранную статью А. Л. Бучаченко про МИЭ в реакции креатинкиназы с хлоридом метилртути [1]. В общем, в реакционном центре креатинкиназы находится остаток цистеина (как я понял, он не участвует в самом катализе, только координирует субстраты); хлорид метилртути инактивирует фермент, присоединяясь к SH-группе цистеина. Бучаченко пишет, что обнаружил, что хлорид метилртути Hg-199 и Hg-201 (с магнитными ядрами) действуют на креатинкиназу иначе, чем хлорид метилртути Hg-200 и Hg-202 (с немагнитными ядрами) - см. странный график с зависимостью активности фермента от концентрации ингибитора.

Результаты выглядят очень странно, потому что по ним получается, что в малые концентрации ингибитора наоборот активируют фермент. После этого заявления я ожидал увидеть слово "гормезис", и мои ожидания оправдались (в отечественной науке че-то очень любят эту тему).

Еще они обработали креатинкиназу хлоридом метилртути, где ртуть присутствует во всех 4-х изотопах, и посмотрели, какое содержание изотопов ртути в инактивированном ферменте; обнаружили обогащение изотопами ртути с магнитными ядрами:

MMC = MethylMercury Chloride

Говорят, это может объясняться тем, что реакция MMC с сульфгидрильной группой протекает через формирование ион-радикалов, а у магнитных ядер ртути почему-то облегчен переход из синглетного состояния в триплетное, поэтому одна из стадий реакции с такими ядрами проходит быстрее:

Словом, вот такая вот странная непонятная хуйня.

[1] Buchachenko A. L., Kouznetsov D. A., Shishkov A. V. Spin biochemistry: magnetic isotope effect in the reaction of creatine kinase with CH3HgCl //The Journal of Physical Chemistry A. – 2004. – Т. 108. – №. 5. – С. 707-710.