MP8依存性酸化的脱ハロゲン化：ペルオキシダーゼタイプの反応経路による4-フルオロフェノールからの1,4-ベンゾキノンの直接形成の証拠

本研究は、H2O2の存在下でのMP8が、酸化脱ハロゲン化反応のモデル基質として使用される4-フルオロフェノールの安定したカーボンフルオリン結合の破裂を触媒できることを示しています。1,4-ベンゾキノンは、主要な反応産物であることが示されました。また、18O標識H2（18）Oからは、H2（18）O2からではなく、生成物1,4-ベンゾキノンに有意な[18o]組み込みがあることも実証されています。これは、水が反応メカニズムに関与し、生成物に挿入された酸素原子の供給源として機能することを意味します。また、反応はH2O2からヘム触媒を介して生成物への直接酸素移動の結果ではないことを示唆しています。さらに、MP8触媒ペルオキシダーゼ型変換を効率的にブロックすることが知られているアスコルビン酸は、おそらくフェノキシラジカルを親基板に戻す能力があるため、MP8依存性脱ハロゲン化反応を阻害します。上記の酸素の溶媒からベンゾキノン生成物への酸素の取り込みと一緒にこの観察結果は、MP8デハロゲネート4-フルオロフェノールであり、それをペルオキシダーゼの1,4-ベンゾキノンに変換することを示しています。全体として、我々の結果は、ベンゾキノンの形成をもたらすパラハロゲン化フェノールの酸化的デハロゼーションは、シトクロムP-450酵素のみに特異的ではないことを示しています。ペルオキシダーゼ活性を示す溶けタンパク質は、これらの生体異物の代謝にも役割を果たす可能性があり、その結果、電気症の反応性ベンゾキノン型代謝産物が形成されます。

The present study shows that MP8 in the presence of H2O2 is able to catalyze the rupture of the stable carbon-fluorine bond of 4-fluorophenol, used as a model substrate for the oxidative dehalogenation reaction. 1,4-Benzoquinone was shown to be the primary reaction product. It is also demonstrated that there was significant [18O] incorporation into the product, 1,4-benzoquinone, from 18O-labelled H2(18)O but not from H2(18)O2. This implies that water participates in the reaction mechanism, and acts as a source for the oxygen atom inserted into the product. It also suggests that the reaction is not a result of direct oxygen transfer from H2O2 through the heme catalyst to the product. Furthermore, ascorbic acid, known to efficiently block MP8-catalyzed peroxidase-type conversions, inhibits the MP8-dependent dehalogenation reaction, most likely because of its ability to reduce the phenoxy radical back to the parent substrate. This observation together with the above-mentioned incorporation of oxygen from the solvent into the benzoquinone product indicates that MP8 dehalogenates 4-fluorophenol and converts it to 1,4-benzoquinone in a peroxidase- and not a P-450-type of reaction mechanism. Overall, our results indicate that the oxidative dehalo genation of para-halogenated phenols, resulting in the formation of benzoquinones, is not specific only for cytochrome P-450 enzymes. Hemoproteins exhibiting peroxidase activity could also play a role in the metabolism of these xenobiotics, resulting in the formation of electrophilic reactive benzoquinone type metabolites.