On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy
Ion beam therapy is one of the most effective methods in treatment of cancer diseases. But up to nowadays, the
 mechanism of action of heavy ions on cancer cells has not been determined yet. Study of water fragmentation processes
 during ion beam therapy shows that, among different o...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158128 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy / O.O. Zdorevskyi, D.V. Piatnytskyi, S.N. Volkov // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 6. — С. 82-89. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862531976331788288 |
|---|---|
| author | Zdorevskyi, O.O. Piatnytskyi, D.V. Volkov, S.N. |
| author_facet | Zdorevskyi, O.O. Piatnytskyi, D.V. Volkov, S.N. |
| citation_txt | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy / O.O. Zdorevskyi, D.V. Piatnytskyi, S.N. Volkov // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 6. — С. 82-89. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Ion beam therapy is one of the most effective methods in treatment of cancer diseases. But up to nowadays, the
mechanism of action of heavy ions on cancer cells has not been determined yet. Study of water fragmentation processes
during ion beam therapy shows that, among different oxygen species, the significant amount of hydrogen
peroxide molecules (H₂O₂) occurs in the сell medium. In the present work, the competitive interaction of H₂O₂ and
H₂O molecules with specific DNA recognition sites is studied. Interaction energies of complexes consisting of nucleic
bases (adenine, thymine, guanine, and cytosine) together with hydrogen peroxide and water molecules are calculated,
using the method of atom-atom potential functions and density functional theory. The atomic groups of nuc leic
bases that are more energetically favorable to be bound by hydrogen peroxide rather than by water molecule are
found. Formation of such complexes can block the process of DNA replication on different stages and can be one of
the mechanisms of ion beam action on cancer cells.
Іонна терапія є одним з найефективніших методів лікування ракових захворювань. Але до цього часу механізм дії важких іонів на ракові клітини не визначений. Вивчення процесів фрагментації води під час
іонної терапії показує, що серед великої кількості різних фрагментів у середовищі клітини утворюється
значна концентрація молекул пероксиду водню (H₂O₂). У роботі наведено результати дослідження конкурентної взаємодії молекул H₂O₂ та H₂O із центрами специфічного розпізнавання ДНК. Енергії взаємодії
комплексів, що складаються з нуклеїнових основ (аденін, тимін, гуанін і цитозин) разом з молекулами
пероксиду водню і води, обчислені із застосуванням методу атом-атомних потенціальних функцій і теорії
функціонала густини. Знайдено атомні групи нуклеїнових основ, які є більш енергетично вигідними для
зв’язування з молекулами пероксиду водню, ніж з молекулами води. Утворення таких комплексів може
блокувати процес реплікації ДНК на різних етапах і може бути одним з механізмів дії високоенергетичних
іонів на ракові клітини.
Ионная терапия является одним из наиболее эффективных методов лечения раковых заболеваний. Но до
настоящего времени механизм действия тяжелых ионов на раковые клетки не установлен. Изучение процессов фрагментации воды при ионной терапии показывает, что среди большого количества различных
фрагментов в клеточной среде образуется значительная концентрация молекул пероксида водорода
(H₂O₂). В работе приведены результаты изучения конкурентного взаимодействия молекул H₂O₂ и H₂O с
центрами специфического узнавания ДНК. Энергии взаимодействия комплексов, состоящих из нуклеиновых оснований (аденин, тимин, гуанин и цитозин) вместе с молекулами пероксида водорода и воды,
рассчитаны с использованием метода атом-атомных потенциальных функций и теории функционала
плотности. Найдены атомные группы нуклеиновых оснований, с которыми молекула пероксида водорода
связывается значительно энергетически выгоднее, чем молекула воды. Образование таких комплексов может блокировать процесс репликации ДНК на разных стадиях и может быть одним из механизмов воздействия высокоэнергетических ионов на раковые клетки.
|
| first_indexed | 2025-11-24T04:45:59Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-158128 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-11-24T04:45:59Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Zdorevskyi, O.O. Piatnytskyi, D.V. Volkov, S.N. 2019-07-18T16:15:48Z 2019-07-18T16:15:48Z 2019 On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy / O.O. Zdorevskyi, D.V. Piatnytskyi, S.N. Volkov // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 6. — С. 82-89. — Бібліогр.: 15 назв. — англ. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2019.06.082 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158128 539.199+577.323 Ion beam therapy is one of the most effective methods in treatment of cancer diseases. But up to nowadays, the
 mechanism of action of heavy ions on cancer cells has not been determined yet. Study of water fragmentation processes
 during ion beam therapy shows that, among different oxygen species, the significant amount of hydrogen
 peroxide molecules (H₂O₂) occurs in the сell medium. In the present work, the competitive interaction of H₂O₂ and
 H₂O molecules with specific DNA recognition sites is studied. Interaction energies of complexes consisting of nucleic
 bases (adenine, thymine, guanine, and cytosine) together with hydrogen peroxide and water molecules are calculated,
 using the method of atom-atom potential functions and density functional theory. The atomic groups of nuc leic
 bases that are more energetically favorable to be bound by hydrogen peroxide rather than by water molecule are
 found. Formation of such complexes can block the process of DNA replication on different stages and can be one of
 the mechanisms of ion beam action on cancer cells. Іонна терапія є одним з найефективніших методів лікування ракових захворювань. Але до цього часу механізм дії важких іонів на ракові клітини не визначений. Вивчення процесів фрагментації води під час
 іонної терапії показує, що серед великої кількості різних фрагментів у середовищі клітини утворюється
 значна концентрація молекул пероксиду водню (H₂O₂). У роботі наведено результати дослідження конкурентної взаємодії молекул H₂O₂ та H₂O із центрами специфічного розпізнавання ДНК. Енергії взаємодії
 комплексів, що складаються з нуклеїнових основ (аденін, тимін, гуанін і цитозин) разом з молекулами
 пероксиду водню і води, обчислені із застосуванням методу атом-атомних потенціальних функцій і теорії
 функціонала густини. Знайдено атомні групи нуклеїнових основ, які є більш енергетично вигідними для
 зв’язування з молекулами пероксиду водню, ніж з молекулами води. Утворення таких комплексів може
 блокувати процес реплікації ДНК на різних етапах і може бути одним з механізмів дії високоенергетичних
 іонів на ракові клітини. Ионная терапия является одним из наиболее эффективных методов лечения раковых заболеваний. Но до
 настоящего времени механизм действия тяжелых ионов на раковые клетки не установлен. Изучение процессов фрагментации воды при ионной терапии показывает, что среди большого количества различных
 фрагментов в клеточной среде образуется значительная концентрация молекул пероксида водорода
 (H₂O₂). В работе приведены результаты изучения конкурентного взаимодействия молекул H₂O₂ и H₂O с
 центрами специфического узнавания ДНК. Энергии взаимодействия комплексов, состоящих из нуклеиновых оснований (аденин, тимин, гуанин и цитозин) вместе с молекулами пероксида водорода и воды,
 рассчитаны с использованием метода атом-атомных потенциальных функций и теории функционала
 плотности. Найдены атомные группы нуклеиновых оснований, с которыми молекула пероксида водорода
 связывается значительно энергетически выгоднее, чем молекула воды. Образование таких комплексов может блокировать процесс репликации ДНК на разных стадиях и может быть одним из механизмов воздействия высокоэнергетических ионов на раковые клетки. The present work was partially supported by the National Academy of Sciences of Ukraine
 [projects 0118U000662 and 0116U003192]. en Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біофізика On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy Про можливість блокування центрів специфічного впізнавання ДНК молекулами пероксиду водню під час іонної терапії О возможности блокирования центров специфического узнавания ДНК молекулами пероксида водорода в ходе ионной терапии Article published earlier |
| spellingShingle | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy Zdorevskyi, O.O. Piatnytskyi, D.V. Volkov, S.N. Біофізика |
| title | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| title_alt | Про можливість блокування центрів специфічного впізнавання ДНК молекулами пероксиду водню під час іонної терапії О возможности блокирования центров специфического узнавания ДНК молекулами пероксида водорода в ходе ионной терапии |
| title_full | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| title_fullStr | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| title_full_unstemmed | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| title_short | On a possibility of the blocking of DNA specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| title_sort | on a possibility of the blocking of dna specific recognition sites by hydrogen peroxide molecules during ion beam therapy |
| topic | Біофізика |
| topic_facet | Біофізика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158128 |
| work_keys_str_mv | AT zdorevskyioo onapossibilityoftheblockingofdnaspecificrecognitionsitesbyhydrogenperoxidemoleculesduringionbeamtherapy AT piatnytskyidv onapossibilityoftheblockingofdnaspecificrecognitionsitesbyhydrogenperoxidemoleculesduringionbeamtherapy AT volkovsn onapossibilityoftheblockingofdnaspecificrecognitionsitesbyhydrogenperoxidemoleculesduringionbeamtherapy AT zdorevskyioo promožlivístʹblokuvannâcentrívspecifíčnogovpíznavannâdnkmolekulamiperoksiduvodnûpídčasíonnoíterapíí AT piatnytskyidv promožlivístʹblokuvannâcentrívspecifíčnogovpíznavannâdnkmolekulamiperoksiduvodnûpídčasíonnoíterapíí AT volkovsn promožlivístʹblokuvannâcentrívspecifíčnogovpíznavannâdnkmolekulamiperoksiduvodnûpídčasíonnoíterapíí AT zdorevskyioo ovozmožnostiblokirovaniâcentrovspecifičeskogouznavaniâdnkmolekulamiperoksidavodorodavhodeionnoiterapii AT piatnytskyidv ovozmožnostiblokirovaniâcentrovspecifičeskogouznavaniâdnkmolekulamiperoksidavodorodavhodeionnoiterapii AT volkovsn ovozmožnostiblokirovaniâcentrovspecifičeskogouznavaniâdnkmolekulamiperoksidavodorodavhodeionnoiterapii |