金属ポルフィリン-酸化剤によるN-ニトロソジアルキルアミンの代謝活性化

金属卟啉氧化剂对 N-亚硝基二烷基胺的代谢活化

基本信息

批准号：
06672110
负责人：
望月正隆
金额：
--
依托单位：
Kyoritsu University of Pharmacy
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

環境内化学発がん物質であるN-ニトロソジアルキルアミンは、生体内酵素であるシトクロムP450により代謝活性化を受けて発がん性および突然変異原性を発現する。代謝活性化の第一段階としてP450によるα位炭素の水酸化反応が重要であるが、このα-水酸化体に至るまでの詳細な分子機構については未だ不明な点が多い。本研究では、N-ニトロソジアルキルアミンの代謝機構の検討にシトクロムP450の化学モデル系を応用することを目的とした。金属ポルフィリン/酸化剤モデル系においてN-ニトロソジアルキルアミンが酸化的分解を受け、代謝産物としてアルデヒド、アルコール、および亜硝酸/硝酸イオンを生成することを確認した。この結果、モデル系においても酵素系と同様、代謝活性化経路であるα-水酸化に基づく脱アルキル化、および解毒経路として知られる脱ニトロソ化の二つのP450様の反応が進行することが明らかとなった。また、モデル系の反応ではN-ニトロソジアルキルアミンへ酸化される経路も認めた。さらに、モデル系の存在下、N-ニトロソジアルキルアミン(アルキル=プロピル、ブチル)のSalmonella typhimurium TA1535株に対する突然変異原性を検出した。また、アルキル化剤に感受性の高いSalmonella typhimurium YG7108株を用いることにより、N-ニトロソジアルキルアミン(アルキル=メチル、エチル、プロピル、ブチル)の変異原性を効果的に検出することができ、モデル系においてN-ニトロソジアルキルアミンの代謝活性化が進行していることを明確に示した。モデル系を用いて不安定反応中間体の捕捉を試みたところ、N-ニトロソジアルキルアミン由来の炭素ラジカル種の生成をESR測定により認めた。このことから、N-ニトロソジアルキルアミンのα-水酸化として、水素引き抜き反応により生じるα位炭素ラジカルをもつニトロサミンを中間体としている機構を推定した。シトクロムP450の化学モデル系は、酵素非存在下におけるN-ニトロソジアルキルアミンの代謝活性化を可能にした。モデル系はタンパク質が存在しないため、不安定代謝中間体の捕捉、微量代謝物の単離同定が可能となり、化学的手法に基づいた反応機構の検討に有用である。実験動物を用いない純粋な化学触媒系であるシトクロムP450モデル系は、様々な化学物質への応用が期待できる。

N-亚硝基二烷基胺是一种环境化学致癌，由体内酶细胞色素P450代谢，并表达了致癌和诱变。 P450对α-位碳的羟基化反应是代谢激活的第一步，但关于导致这种α-羟基化产物的详细分子机制仍然存在许多未知。这项研究旨在采用细胞色素P450的化学模型系统来研究N-硝基二烷基胺的代谢机制。已经证实，N-亚硝基二烷基胺在金属卟啉/氧化剂模型系统中经历氧化降解，以产生醛，醇和亚硝酸盐/硝酸盐/硝酸盐作为代谢物。结果，可以发现，在模型系统中，如在酶系统中，两个类似P450的反应进行了：基于代谢激活途径α-羟基化的Dealkylationα-羟基化和硝化作用，被称为排毒途径。另外，在模型反应中观察到了氧化为N-硝基二烷基胺的途径。此外，在模型系统的存在下，检测到N-亚硝基二烷基胺（烷基=丙基，丁基）对鼠伤寒沙门氏菌TA1535的诱变性。 Furthermore, by using Salmonella typhimurium strain YG7108, which is highly sensitive to alkylating agents, the mutagenicity of N-nitrosodialkylamines (alkyl=methyl, ethyl, propyl, butyl), can be effectively detected, and it has clearly shown that metabolic activation of N-nitrosodialkylamines is progressing in the model system.当尝试使用模型系统捕获不稳定的反应中间体时，通过ESR测量观察到源自N-硝基二硫醇的碳自由基物种的形成。由此，我们估计了硝基胺的机制，该机制具有N硝基二烷基胺的α-羟基化，是一种中间体，是硝基胺，它具有由氢气提取反应产生的α-位置碳自由基，用作中间体。细胞色素P450的化学模型系统允许在没有酶的情况下代谢N-硝基二烷基胺。由于模型系统没有蛋白质，因此可以捕获不稳定的代谢中间体并分离并鉴定痕量代谢物，从而使其可用于基于化学方法的反应机制。细胞色素P450模型系统是一种不使用实验动物的纯化学催化剂系统，可以预期将其应用于多种化学物质。