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DNA protection by ectoine from ionizing radiation: molecular mechanisms
- Ectoine, a compatible solute and osmolyte, is known to be an effective protectant of biomolecules and whole cells against heating, freezing and extreme salinity. Protection of cells (human keratinocytes) by ectoine against ultraviolet radiation has also been reported by various authors, although the underlying mechanism is not yet understood. We present the first electron irradiation of DNA in a fully aqueous environment in the presence of ectoine and at high salt concentrations. The results demonstrate effective protection of DNA by ectoine against the induction of single-strand breaks by ionizing radiation. The effect is explained by an increase in low-energy electron scattering at the enhanced free-vibrational density of states of water due to ectoine, as well as the use of ectoine as an ˙OH-radical scavenger. This was demonstrated by Raman spectroscopy and electron paramagnetic resonance (EPR).
Autor*innen: | Marc Benjamin HahnORCiD, Meyer Susann, Maria-Astrid Schröter, Hans-Jörg KunteORCiD, Tihomir Solomun, Heinz SturmORCiD |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | Physical Chemistry Chemical Physics |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2017 |
Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
Verlag: | Royal Society of Chemistry |
Verlagsort: | United Kingdom |
Jahrgang/Band: | 19 |
Ausgabe/Heft: | 37 |
Erste Seite: | 25717 |
Letzte Seite: | 25722 |
DDC-Klassifikation: | Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie |
Freie Schlagwörter: | Aqueous solution; Biomolecules; Cancer; Compatible solute; DNA; Ectoin; Ectoine; Electron irradiation; Hydroxyectoine; Hydroxyl radical; Ionizing radiation; Low energy electrons; OH-radical; Radiation protection; Radiation therapy; Radical scavenger; Raman spectroscopy; Salt; Sodium chloride; Sun; UV radiation |
DOI: | 10.1039/C7CP02860A |
URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-419332 |
URL: | http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2017/cp/c7cp02860a |
ISSN: | 1463-9076 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - Namensnennung |
Datum der Freischaltung: | 15.09.2017 |
Referierte Publikation: | Ja |
Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 29.09.2017 |
Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |