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Hydroperoxyl radical and formic acid formation from common DNA stabilizers upon low energy electron attachment

  • 2-Amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol (TRIS) and ethylene-diaminetetraacetic acid (EDTA) are key components of biological buffers and are frequently used as DNA stabilizers in irradiation studies. Such surface or liquid phase studies are done with the aim to understand the fundamental mechanisms of DNA radiation damage and to improve cancer radiotherapy. When ionizing radiation is used, abundant secondary electrons are formed during the irradiation process, which are able to attach to the molecular compounds present on the surface. In the present study we experimentally investigate low energy electron attachment to TRIS and methyliminodiacetic acid (MIDA), an analogue of EDTA, supported by quantum chemical calculations. The most prominent dissociation channel for TRIS is through hydroperoxyl radical formation, whereas the dissociation of MIDA results in the formation of formic and acetic acid. These compounds are well-known to cause DNA modifications, like strand breaks. The2-Amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol (TRIS) and ethylene-diaminetetraacetic acid (EDTA) are key components of biological buffers and are frequently used as DNA stabilizers in irradiation studies. Such surface or liquid phase studies are done with the aim to understand the fundamental mechanisms of DNA radiation damage and to improve cancer radiotherapy. When ionizing radiation is used, abundant secondary electrons are formed during the irradiation process, which are able to attach to the molecular compounds present on the surface. In the present study we experimentally investigate low energy electron attachment to TRIS and methyliminodiacetic acid (MIDA), an analogue of EDTA, supported by quantum chemical calculations. The most prominent dissociation channel for TRIS is through hydroperoxyl radical formation, whereas the dissociation of MIDA results in the formation of formic and acetic acid. These compounds are well-known to cause DNA modifications, like strand breaks. The present results indicate that buffer compounds may not have an exclusive protecting effect on DNA as suggested previously.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:A. Ribar, S. E. Huber, M. A. Smiałek, K. Tanzer, M. Neustetter, Robin Schürmann, Ilko Bald, S. Denifl
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Physical chemistry chemical physics
Jahr der Erstveröffentlichung:2018
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.0 Abteilungsleitung und andere
Verlag:Royal Society of Chemistry
Jahrgang/Band:20
Ausgabe/Heft:8
Erste Seite:5578
Letzte Seite:5585
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:DEA; DNA; Low energy electrons; Mass spectrometry
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1039/c7cp07697e
URL:http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/cp/c7cp07697e
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:18.04.2018
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.04.2018
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