2) NO2•
3) О—2•
4) OH•
Отмеченный вариант является правильным, поскольку •+-форма диоксида углерода представляет собой катион-радикал CO2•+, возникающий при ионизации или одноэлектронном окислении молекулы CO2. В условиях кислородного эффекта молекулярный кислород преимущественно выступает акцептором электрона: гидратированный электрон радиолиза воды присоединяется к O2 с образованием супероксид-анион-радикала O2•−. Поэтому образование положительно заряженного катион-радикала CO2•+ не является типичным результатом взаимодействия первичных продуктов радиолиза с кислородом.
К первичным активным продуктам радиолиза воды относятся гидратированные электроны, атомарный водород и гидроксильные радикалы. Кислород превращает восстановительные частицы в реакционноспособные кислородные радикалы, включая O2•− и HO2•, а в биологических системах участвует в фиксации повреждений ДНК посредством образования органических пероксильных радикалов. Гидроксильный радикал OH• является преимущественно первичным продуктом радиолиза, а не результатом присоединения O2; NO2• может появляться во вторичных реакциях оксидов азота с участием кислорода.
| Частица | Тип и заряд | Типичный путь образования | Связь с кислородным эффектом |
|---|---|---|---|
| Гидратированный электрон eaq− | Первичный восстановитель | Радиолиз воды; сольватация электрона | Передаёт электрон O2, инициируя образование супероксида |
| Супероксид O2•− | Анион-радикал кислорода | eaq− + O2 → O2•− | Типичный продукт восстановления молекулярного кислорода |
| Гидропероксильный радикал HO2• | Протонированная форма супероксида | Протонирование O2•−: O2•− + H+ ⇌ HO2• | Соотношение форм зависит от pH; участвует в цепных окислительных реакциях |
| Гидроксильный радикал OH• | Первичный высокореактивный радикал | Гомолиз воды при радиолизе, включая возбуждённые состояния H2O | Опосредует повреждение ДНК и биомолекул; не требует образования из O2 |
| Диоксид азота NO2• | Вторичный азотсодержащий радикал | Окислительные реакции NO/NOx с участием O2 | Возможен в системах, содержащих оксид азота и его производные |
| Катион-радикал CO2•+ | Положительно заряженный радикал | Ионизация или одноэлектронное окисление CO2 | Не образуется при обычном присоединении электрона молекулой O2 в водном радиолизе |
| Анион-радикал CO2•− | Отрицательно заряженный радикал | Восстановление CO2, например переносом электрона | Не следует смешивать с CO2•+; знак заряда определяет принципиально различный механизм |
Кислородный эффект обусловлен не простым увеличением числа свободных радикалов, а химической фиксацией радиационного повреждения. Пероксильные и другие кислородсодержащие радикалы затрудняют восстановление радикализованных биомолекул и повышают вероятность стойких повреждений ДНК. Наиболее характерным продуктом непосредственного восстановления O2 является O2•−, тогда как CO2•+ требует иной, окислительно-ионизационной природы образования.