Файл: Лекция 1 Естественный радиационный фон Земли Антропогенный радиационный фон Ионизирующее излучение.ppt

Сидерофоры – низкомолекулярные, прочные, метал-хелатирующие агенты, продуцируемые большинством микробов и растениями для связывания и доставки железа в клетку по системам активного транспорта [ARQ]
Фитосидерофоры – семейство небелковых аминокислот [ARQ]

Известные фитосидерофоры

Большинство генов, вовлеченных в биосинтез фитосидерофоров уже клонированы [Curie C., Briat J-F. Iron transport and signaling in plants. Annu. Rev. Plant Biol. 2003, 54: 183-206]

Семейство фитосидерофоров мугиеновой кислоты, никотинамин – предшественник синтеза ФС, EDTA, укс.кислота

Сидерофоры могут образовывать комплексы и с другими металлами

Murakami et al., Chem Letters, 1989, 2137; Von Wiren et al., Plant Physiol. 1999, 119, 1107; Hiridate & Inoue, Soil Sci. Am. J. 1998, 62,159; Mino et al., Inorg Chem. 1981. 20, 3440

Плутоний в окружающей среде

Считается, что плутоний в окружающей среде существует преимущественно в виде слабо растворимых и/или прочно сорбированных Pu(IV) гидроксидов или оксидов и, таким образом, риск того, что он станет мобильным или биодоступным очень мал.
Компоненты, которые растворяют плутоний или изменяют его заряд могут значительно увеличить его биодоступность и мобильность.
Pu(IV) считается химическим аналогом Fe(III)

Микробные сидерофоры влияют на растворимость плутония

Microbial siderophore influence on plutonium biogeochemistry Neu, M.P. / Boukhalfa, H. / Ruggiero, C.E. / Lack, J.G. / Hersman, L.E. / Reilly, S.D. , Journal of Inorganic Biochemistry, 96 (1), p.69-69, Jul 2003

Связывание Pu(IV) сидерофорами

Растворимый комплекс плутоний-сидерофор [Pu(IV) (Desferrioxamine E)(H2O)3]+ из E.coli [ARQ, 2003]

Другой вид той же структуры Pu(IV)-DFE docked into FhuD from E. coli.
Модель исходит из гипотезы, что Pu-siderophores могут занимать то же самое место, что и Fe-siderophores (Fe(III)-DFOB), не смотря на координационные различия

Сидерофоры могут трансформировать плутоний из различных растворов и твердого состояния в растворимые комплексы плутоний-сидерофор (см. рис.)
были аналогичные исследования для U (VI)

Микробная трансформация плутония (A.J.Francis) – ARQ, 2006

Бактерии (почвенные) увеличивают растворимость Pu(IV) изменяя рН и, возможно, посредством секреции органических кислот (цитрата, ацетата, бутирата)
Clostridium уменьшает рН и Eh среды и приводит к окислению плутония в более мобильную форму Pu(IV)  Pu(III)
Pseudomonas в результате метаболизма изменяется стабильность наиболее устойчивого в растворе комплекса плутония с цитратом и образуется новый комплекс плутоний-бицитрат.

Clostridium sp.

Pseudomonas fluorescens

комплекс плутоний – бицитрат

Biotic and abiotic redox transformations of soil plutonium.

Процесс фиторемедиации плутония (плюсы и минусы использования сидерофоров) [ARQ, 2003]

Применение радиоизотопов

Дефектоскопия (кобальт-60, цезий-137) - эффективность ослабления радиоактивных частиц и гамма-квантов -проверка качества швов трубопроводов, дефекты стен
измерительные приборы - определения толщины, уровня воды, скорости движения жидкости по трубопроводу
пожарная сигнализация (америций-241)
химическая промышленность (ускорения химических реакций) - получение полимеров, стабилизация крекинга нефти
селекция (радиационные мутации)
стерилизация для увеличения срока хранения продуктов
борьба с насекомыми-сельхоз. вредителями (стерилизация насекомых)
применение меченых веществ в научных исследованиях наблюдение за метаболизмом с помощью меченых атомов (К-40, Na-24, Р-32, Fe-59, J-131)
лечение раковых заболеваний геологическая разведка месторождений