3つのヘキサクロロシクロヘキサン異性体の相対生化学反応性

3つのヘキサクロロシクロヘキサン（HCH）異性体の分解の速度とメカニズムは、分子酸素の存在下および非存在下で塩素化化合物と反応することが知られているラット肝臓シトクロムP450で研究されました。さらに、P450は、複雑な土壌系におけるこの化合物の微生物の生分解中に好気性および嫌気的に見られるHCH代謝物から生成されます。P450を使用した変換アッセイは、アルファ、ベータ、およびガンマHCHで実行されました。ヘキサクロロエタンは、生体変換速度の参照化合物として機能しました。嫌気性条件下では、ガンマ-HCHは容易に脱塩素化され（R0 = 0.31 nmol/min.nmol cyt.p450）、テトラクロロシクロヘキセンおよびモノクロロベンゼンに。ガンマHCHも還元的に脱塩素化されていましたが、はるかに遅い速度（R0 = 0.03 nmol/min.nmol cyt.p450）。両方の基質は、Michaelis-Menten Kinetics（ガンマ-HCH：VMAX = 1.87 nmol/min.mgおよびKm = 47 Mumol/Liter; Gamma-HCH：vmax = 0.24 nmol/min.mgおよびKm = 201ムモール/リットル）に続きました。好気性条件下では、ガンマ-HCH（R0 = 0.05 nmol/min.nmolcyt。p450）およびアルファHCH（検出限界よりも小さいR0）の生物変換は遅くなりました。ベータ-HCHは、有酸素症状と嫌気性条件の両方で繰り返されることが証明されました。3つのHCH異性体間の生体変換速度の違いは、3つの異性体の空間塩素構成の違いに関連している可能性があります。ベータ-HCHのrecAlcitranceは、軸方向指向の塩素がないことによって説明されました。

The rate and mechanisms of degradation of three hexachlorocyclohexane (HCH) isomers were studied with rat liver cytochrome P450, which is known to react with chlorinated compounds in the presence and absence of molecular oxygen. In addition, P450 is produced from HCH metabolites which are found aerobically and anaerobically during microbial biodegradation of this compound in a complex soil system. Conversion assays with P450 were carried out with alpha-, beta-, and gamma-HCH. Hexachloroethane served as a reference compound for bioconversion kinetics. Under anaerobic conditions, gamma-HCH was readily dechlorinated (r0 = 0.31 nmol/min.nmol cyt.P450) to tetrachlorocyclohexene and monochlorobenzene. gamma-HCH was also reductively dechlorinated, but at a much slower rate (r0 = 0.03 nmol/min.nmol cyt.P450). Both substrates followed Michaelis-Menten kinetics (gamma-HCH: Vmax = 1.87 nmol/min.mg and Km = 47 mumol/liter; gamma-HCH: Vmax = 0.24 nmol/min.mg and Km = 201 mumol/liter). Under aerobic conditions, bioconversions of gamma-HCH (r0 = 0.05 nmol/min.nmol cyt. P450) and alpha-HCH (r0 smaller than detection limit) were slower. beta-HCH proved to be recalcitrant under both aerobic and anaerobic conditions. The differences in bioconversion rates between the three HCH isomers could be related to the differences in spatial chlorine configuration of the three isomers. beta-HCH recalcitrance was explained by the absence of axial-orientated chlorines.