ベンジジンのヒトN-アセチル化：Nat1およびNat2の役割

これらの研究は、N-アセチルトランスフェラーゼ（NAT）NAT1およびNAT2によるベンジジンとN-アセチルベンジジンの代謝を評価するために設計されました。代謝は、ヒト組換えNAT1およびNAT2およびヒト肝臓スライスを使用して評価されました。ベンジジンおよびN-アセチルベンジジンの場合、KMとVMAXの値はNAT2よりもNAT1の方が高かった。ベンジジンとN-アセチルベンジジンのクリアランス比（NAT1/NAT2）はそれぞれ54および535であり、N-アセチルベンジジンがNAT1の好ましい基質であることを示唆しています。ベンジジン（それぞれ254 +/- 38および33.3 +/- 1.5マイクロム）と比較して、N-アセチルベンジジン（それぞれ1380 +/- 90および471 +/- 23マイクロム）のはるかに高いNAT1およびNAT2 km値（それぞれ1380 +/- 90および471 +/- 23マイクロム）低曝露のためのN-アセチルベンジジン上のベンジジン代謝。20倍のアセチルCoA濃度にわたるこれらの運動パラメーターの測定により、Nat1およびNat2はバイナリPing-PongメカニズムによるベンジジンのN-アセチル化が触媒されることが示されました。in vitro酵素データは、ヒト肝臓スライスを使用した無傷の肝臓組織代謝と相関していました。[3H]ベンジジンまたは[3H] n-アセチルベンジジンのいずれかでインキュベートしたサンプルは、N-アセチル化ベンジジン（N-アセチルベンジジン + N '、N'-ジアセチルベンジジン/ベンジジン）と同様の比率があり、N-アセチルベンジジン>ベンジジン>ベンジジン>ベンジジン>ベンジジン>ベンジジンの産生量を有していました。、n'-ジアセチルベンジジン。[3H]ベンジジンであるNAT1特異的基質であるP-アミノベンゾ酸により、ベンジジンの量が増加し、生成されるN-アセチルベンジジンの量が減少し、アセチル化生成物の比が減少しました。これは、ベンジジンがNAT1基質であることと一致しています。ヒト肝臓スライスによるベンジジンまたはN-アセチルベンジジンのN-アセチル化は、NAT2遺伝子型と相関しませんでした。ただし、Nat1*4対立遺伝子と比較して、Nat1*10を所有するヒト肝臓スライスでは、より高い平均アセチル化比が観察されました。したがって、ヒト組換えNATと肝臓スライス実験の組み合わせは、ベンジジンとN-アセチルベンジジンが両方ともNAT1の優先基質であることを実証しています。これらの結果は、Nat1がヒト肝臓で多型発現を示す可能性があることも示唆しています。

These studies were designed to assess metabolism of benzidine and N-acetylbenzidine by N-acetyltransferase (NAT) NAT1 and NAT2. Metabolism was assessed using human recombinant NAT1 and NAT2 and human liver slices. For benzidine and N-acetylbenzidine, Km and Vmax values were higher for NAT1 than for NAT2. The clearance ratios (NAT1/NAT2) for benzidine and N-acetylbenzidine were 54 and 535, respectively, suggesting that N-acetylbenzidine is a preferred substrate for NAT1. The much higher NAT1 and NAT2 Km values for N-acetylbenzidine (1380 +/- 90 and 471 +/- 23 microM, respectively) compared to benzidine (254 +/- 38 and 33.3 +/- 1.5 microM, respectively) appear to favor benzidine metabolism over N-acetylbenzidine for low exposures. Determination of these kinetic parameters over a 20-fold range of acetyl-CoA concentrations demonstrated that NAT1 and NAT2 catalyzed N-acetylation of benzidine by a binary ping-pong mechanism. In vitro enzymatic data were correlated to intact liver tissue metabolism using human liver slices. Samples incubated with either [3H]benzidine or [3H]N-acetylbenzidine had a similar ratio of N-acetylated benzidines (N-acetylbenzidine + N',N'-diacetylbenzidine/ benzidine) and produced amounts of N-acetylbenzidine > benzidine > N,N'-diacetylbenzidine. With [3H]benzidine, p-aminobenzoic acid, a NAT1-specific substrate, increased the amount of benzidine and decreased the amount of N-acetylbenzidine produced, resulting in a decreased ratio of acetylated products. This is consistent with benzidine being a NAT1 substrate. N-Acetylation of benzidine or N-acetylbenzidine by human liver slices did not correlate with the NAT2 genotype. However, a higher average acetylation ratio was observed in human liver slices possessing the NAT1*10 compared to the NAT1*4 allele. Thus, a combination of human recombinant NAT and liver slice experiments has demonstrated that benzidine and N-acetylbenzidine are both preferred substrates for NAT1. These results also suggest that NAT1 may exhibit a polymorphic expression in human liver.