Ras Codon 61変異ホットスポットにおける不安定なフィヨルド地域多環式炭化水素-DNA付加物

多環式芳香族炭化水素のジオールエポキシド代謝産物は、同等の湾領域ジオール - エポキシドよりも強い腫瘍性活性を示しますが、フィヨルドとベイ領域誘導体のこの違いの分子基盤は理解されていません。ここでは、多環式芳香族炭化水素のこれらの遺伝毒性代謝物のさまざまな効果が、異なるDNA修復反応に起因するかどうかをテストしました。特に、ベンゾ[A]ピレン（b [a] P）ジオールエポキシドと構造的に類似しているが、ベンゾの腫瘍形成性フィヨルド領域ジオールエポキシド代謝産物（C]フェナントレンによって形成されたDNA付加物の修復性を比較しました（B [C] pH）。その目的のために、私たちは、両方のタイプの多環式芳香族炭化水素付加物を、発がん誘発性のプロトオンコゲンの活性化のための既知のホットスポットサイトに組み込みました。合成DNA基質は、コドン61を含むヒトN-RAまたはH-RAの一部を使用して組み立てられ、これら2つのRASコドンの2番目の位置でアデニンN6で立体特異的B [A] PまたはB [C] pH付加物を合成しました。61シーケンス。DNA修復は、ヒト細胞抽出物の部位指向基質をインキュベートし、その後、放射性標識オリゴヌクレオチド切除生成物の電気泳動視覚化によって決定されました。これらのセルフリーアッセイは、すべてのテストされた湾領域B [A] P-N6-DA付加物がヒトヌクレオチド切除修復システムによって除去されることを示しましたが、切除効率は各B [A] P残基の特定の立体化学的構成によって異なります。対照的に、すべてのフィヨルド領域B [C] PH-N6-DA付加物は、同一のシーケンスコンテキストに位置し、対応するB [a] p病変とまったく同じ立体化学的特性で、ヌクレオチド切除修復プロセスに対して耐衝撃性でした。これらの発見は、これらの化合物とDNAとの反応に由来する安定した塩基付加物の修復が遅くなることが少なくとも部分的には、B [C] pHまたは関連するフィヨルド領域ジオールエポキシドの例外的な腫瘍形成効力が起因する可能性があることを示しています。

The fjord region diol-epoxide metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons display stronger tumorigenic activities in rodent studies than comparable bay region diol-epoxides, but the molecular basis for this difference between fjord and bay region derivatives is not understood. Here we tested whether the variable effects of these genotoxic metabolites of polycyclic aromatic hydrocarbons may result from different DNA repair reactions. In particular, we compared the repairability of DNA adducts formed by bay region benzo[a]pyrene (B[a]P) diol-epoxides and the structurally similar but significantly more tumorigenic fjord region diol-epoxide metabolites of benzo[c]phenanthrene (B[c]Ph). For that purpose, we incorporated both types of polycyclic aromatic hydrocarbon adducts into known hot spot sites for carcinogen-induced proto-oncogene activation. Synthetic DNA substrates were assembled using a portion of human N-ras or H-ras that includes codon 61, and stereospecific B[a]P or B[c]Ph adducts were synthesized on adenine N6 at the second position of these two ras codon 61 sequences. DNA repair was determined by incubating the site-directed substrates in human cell extracts, followed by electrophoretic visualization of radiolabeled oligonucleotide excision products. These cell-free assays showed that all tested bay region B[a]P-N6-dA adducts are removed by the human nucleotide excision repair system, although excision efficiency varied with the particular stereochemical configuration of each B[a]P residue. In contrast, all fjord region B[c]Ph-N6-dA adducts located in the identical sequence context and with exactly the same stereochemical properties as the corresponding B[a]P lesions were refractory to the nucleotide excision repair process. These findings indicate that the exceptional tumorigenic potency of B[c]Ph or related fjord region diol-epoxides may be attributed, at least in part, to slow repair of the stable base adducts deriving from the reaction of these compounds with DNA.