鉄イオンとDNA損傷を含む酸化反応における1,10-フェナントロリンの役割を再評価する

鉄キレートル1,10-フェナントロリン（フェン）は、H2O2と反応できない複合体（Fe（フェン）3（2+）、フェロインとも呼ばれる）を形成することにより、フェントン反応を完全にブロックできると広く信じられています。フェンは、フェントン試薬（30ミクロムFe（II）と100-500ミクロムH2O2）によって誘導される2-デオキシリボース（5 mM）の分解を完全に防ぐことができないことが観察されました。Phen/Fe（II）比が3：1から20：1の場合、保護は55％から66％まで変化しました。フェンをFe（II）とプレインキュベートした場合、2-デオキシリボース損傷の阻害はほとんど変化しませんでした。さらに、H2O2を含む溶液に追加された事前に形成されたFe（Phen）3（2+）複合体は、5％DMSOの酸化から2-デオキシリボース分解とメタンスルフィン酸形成を誘導することができました。フェンの部分的に保護効果は、バッファー（5 mm、pH 7.2）としてのリン酸またはヘープのいずれかを使用するか、緩衝培地（pH 5.1）として使用することで変化しませんでした。DMSO酸化と2-デオキシリボース分解の両方は、Fe（Phen）3（2+）濃度の増加と相関していました。フェントン試薬（1ミクロムFe（II）と25ミクロムH2O2）によって誘導されたプラスミドPtargettradeマークDNAの鎖切断は、キレーターがFe（II）の16倍以上濃縮された場合でも、Phenによって部分的にしか防止できませんでした。これらの実験では、Fe（Phen）3（2+）およびDNAをH2O2を添加する前に1〜10分前にプレインキュベートしました。さらに、H2O2の直前に鉄とフェンが反応に加えられると、高レベルのDNA鎖の破損が観察されました。一方、フェンは、リン酸緩衝（3〜30 mM）培地での30ミクロムFe（II）の自動酸化によって誘導される2-デオキシリボース分解を完全に防止しました。私たちのデータは、Fe（Phen）3（2+）複合体がH2O2（おそらくFe（Phen）3（2+）解離により、Fe（Phen）2（2+）の存在下でin vitro酸化的損傷を誘導するという証拠を提供します。））、しかし、彼らは複合体が自動酸化を受けることができないことを示しています。

It is widely believed that the iron chelator 1,10-phenanthroline (phen) is able to fully block the Fenton reaction by forming a complex (Fe(phen)3(2+), also known as ferroin) that cannot react with H2O2. We observed that phen cannot fully prevent 2-deoxyribose (5 mM) degradation induced by Fenton reagents (30 microM Fe(II) plus 100-500 microM H2O2); protection varied from 55% to 66% when the phen/Fe(II) ratio was 3:1 to 20:1. Inhibition of 2-deoxyribose damage was nearly unchanged if phen was pre-incubated with Fe(II). Moreover, preformed Fe(phen)3(2+) complex added to the solution containing H2O2 was able to induce 2-deoxyribose degradation and methane sulfinic acid formation from the oxidation of 5% DMSO. The partially protective effect of phen was unchanged with the use of either phosphate or HEPES as buffers (5 mM, pH 7.2), or in unbuffered media (pH 5.1). Both DMSO oxidation and 2-deoxyribose degradation correlated with the increase in Fe(phen)3(2+) concentration. Strand breaks in plasmid pTARGETtrade mark DNA induced by Fenton reagents (1 microM Fe(II) plus 25 microM H2O2) in HEPES buffer could only be partially prevented by phen, even when the chelator was 16 times more concentrated than Fe(II). In these experiments, Fe(phen)3(2+) and DNA were pre-incubated from 1 to 10 min before addition of H2O2. Moreover, a high level of DNA strand breakage was observed when iron and phen are added to the reaction immediately before H2O2. On the other hand, phen fully prevented 2-deoxyribose degradation induced by the autoxidation of 30 microM Fe(II) in phosphate-buffered (3 to 30 mM) media. Our data provide evidence that the Fe(phen)3(2+) complex induces in vitro oxidative damage in the presence of H2O2 (possibly by means of Fe(phen)3(2+) dissociation into Fe(phen)2(2+)), but they show that the complex cannot undergo autoxidation.