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-亚硝基二烷基胺是环境化学致癌物，通过体内酶细胞色素P450的代谢激活表现出致癌和致突变特性。 P450对α-碳的羟基化反应作为代谢激活的第一步很重要，但导致这种α-羟基化形式的详细分子机制仍不清楚。本研究的目的是应用细胞色素P450化学模型系统来研究N-亚硝基二烷基胺的代谢机制。我们证实，N-亚硝基二烷基胺在金属卟啉/氧化剂模型系统中发生氧化分解，产生醛、醇和亚硝酸盐/硝酸盐离子作为代谢物。结果很明显，与酶系统一样，模型系统中进行了两个类似 P450 的反应：基于 α-羟基化的脱烷基化（代谢激活途径）和脱亚硝化（称为解毒途径）。它变成了。此外，在模型反应中，还观察到N-亚硝基二烷基胺的氧化途径。此外，在模型系统存在的情况下，我们检测了 N-亚硝基二烷基胺（烷基=丙基、丁基）对鼠伤寒沙门氏菌菌株 TA1535 的致突变性。此外，利用对烷化剂高度敏感的鼠伤寒沙门氏菌YG7108菌株，可以有效检测N-亚硝基二烷基胺（烷基=甲基、乙基、丙基、丁基）的致突变性，模型系统清楚地表明， N-亚硝基二烷基胺的代谢激活正在进行中。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-亚硝基二烷基胺的碳自由基物质的形成。由此，我们推导出N-亚硝基二烷基胺的α-羟基化使用由夺氢反应产生的具有α位碳自由基的亚硝胺作为中间体的机理。细胞色素 P450 的化学模型系统允许在没有酶的情况下代谢激活 N-亚硝基二烷基胺。由于该模型系统不含蛋白质，因此可以捕获不稳定的代谢中间体并分离和鉴定痕量代谢物，使其可用于基于化学方法研究反应机制。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，有望应用于多种化学物质。