ベンゾキノン誘導体とチオールの反応性に対する置換基の効果

ベンゾキノン（BQ）は、マイケル添加（MA）を介して内因性タンパク質を閉鎖する非常に強力な電気球接触アレルゲンです。また、BQがフリーラジカル形成を介してタンパク質を抱きしめる可能性があると仮定されています。この研究の目的は、BQ反応性に対する置換基の誘導効果（活性化と非アクティブ化）と、核酸菌チオールへの共有結合結合の機械的経路を評価することでした。ヒト血清アルブミン上のCys34のBQ結合を研究し、反応性研究のために、ニトロベンゼンエチオール（NBT）をBQおよびベンゾキノン誘導体（BQD）のタンパク質結合の代理として使用しました。停止した流れ技術を使用して、メチル、T-ブチル、および塩素置換BQD反応の擬似順序速度定数（K）をNBTと決定しましたが、電子ペア共鳴（EPR）研究を実施してBQDのフリーラジカル媒介結合メカニズムの存在を調査しました。付加物の特性評価は、質量分析と核磁気共鳴分光法（NMR）を使用して実行されました。速度定数値は、塩素置換（活性化）BQDがメチルおよびT-ブチル置換（非アクティブ化）BQDよりもNBTに対してより反応的であることを示し、これはそれぞれのEPR強度と相関していました。しかし、EPR信号は、MAを支配的な反応経路として示唆するNBTの存在下で消しました。MSおよびNMRの結果により、付加体形成は、塩素置換誘導体のためにも発生するビニール置換を伴うBQリングのMAの結果であることを確認しました。BQおよびNBT/BQ（D）の化学量論比の結合位置は、リングに対する置換基の誘導効果が正または陰性であるかどうかによって影響を受けました。BQとBQDの反応性は、潜在的なアレルギー効力との潜在的な関係の観点から議論されています。

Benzoquinone (BQ) is an extremely potent electrophilic contact allergen that haptenates endogenous proteins through Michael addition (MA). It is also hypothesized that BQ may haptenate proteins via free radical formation. The objective of this study was to assess the inductive effects (activating and deactivating) of substituents on BQ reactivity and the mechanistic pathway of covalent binding to a nucleophilic thiol. The BQ binding of Cys34 on human serum albumin was studied, and for reactivity studies, nitrobenzenethiol (NBT) was used as a surrogate for protein binding of the BQ and benzoquinone derivatives (BQD). Stopped flow techniques were used to determine pseudofirst order rate constants (k) of methyl-, t-butyl-, and chlorine-substituted BQD reactions with NBT, whereas electron pair resonance (EPR) studies were performed to investigate the presence of the free radical mediated binding mechanism of BQD. Characterization of adducts was performed using mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR). The rate constant values demonstrated the chlorine-substituted (activated) BQD to be more reactive toward NBT than the methyl and t-butyl-substituted (deactivated) BQD, and this correlated with the respective EPR intensities. The EPR signal, however, was quenched in the presence of NBT suggesting MA as the dominant reaction pathway. MS and NMR results confirmed adduct formation to be a result of MA onto the BQ ring with vinylic substitution also occurring for chlorine-substituted derivatives. The binding positions on BQ and NBT/BQ(D) stoichiometric ratios were affected by whether the inductive effects of the substituents on the ring were positive or negative. The reactivity of BQ and BQD is discussed in terms of the potential relationship to potential allergenic potency.