Взаємодія 2'-дезоксигуанозину з цис-2-бутен-1,4-діалем: обчислювальний підхід до аналізу багатоступеневих хімічних реакцій
DOI:
https://doi.org/10.7124/bc.00089CКлючові слова:
фуран, ДНК, ДФТ, механізм, кінетикаАнотація
цис-2-Бутен-1,4-діаль є мікросомним метаболітом фурану – промислово важливого хімікату, виявленого в сигаретному димі, забрудненому повітрі, а також, іноді, в консервованих або банкових продуктах. Його вважають потенційним канцерогеном для людини. Мета. Дослідити вплив цис-2-бутен-1,4-діалю на 2'-де- зоксигуанозин – модельний фрагмент ДНК. Методи. Оптимізацію структури учасників реакції, розрахунки спектральних параметрів і вільної енергії Гіббса виконано в програмі Gaussian09. Системи диференційних рівнянь для отримання кінетичних даних вирішували з використанням програми Mathcad15. Результати. Прогнозований механізм реакції цис-2-бутен-1,4-діалю з 2'-дезок- сигуанозином реалізується у чотири стадії, протягом яких утворюються чотири діастереоізомерних первинних адукти, та наступної п’ятистадійної трансформації, каталізованої основами, первинних адуктів у вторинні. Розраховано кінетику реакції, що дозволяє визначати зміни концентрації будь-якого учасника реакції. Висновки. За фізіологічних умов взаємодія між цис-2-бутен-1,4-діалем і 2'-дезоксигуанозином призводить до утворення стабільного адукта, який може відповідати за генотоксичність фурану.Посилання
U. S. Department of Health and Human Services. Public Health Service. National Toxicology Program. Report on carcinogens. Twelfth Edition. Washington, DC, 2011; 499 p.
Exploratory Data on Furan in Food: Individual Food Products. U. S. Food and Drug Administration, 2008.
Chen LJ, Hecht SS, Peterson LA. Identification of cis-2-butene-1,4-dial as a microsomal metabolite of furan. Chem Res Toxicol. 1995;8(7):903-6.
Marinari UM, Ferro M, Sciaba L, Finollo R, Bassi AM, Brambilla G. DNA-damaging activity of biotic and xenobiotic aldehydes in Chinese hamster ovary cells. Cell Biochem Funct. 1984;2(4):243-8.
Gingipalli L, Dedon PC. Reaction of cis- and trans-2-Butene-1,4-dial with 2'-deoxycytidine to form stable oxadiazabicyclooctaimine adducts. J Am Chem Soc. 2001;123(11):2664-5.
Byrns MC, Predecki DP, Peterson LA. Characterization of nucleoside adducts of cis-2-butene-1,4-dial, a reactive metabolite of furan. Chem Res Toxicol. 2002;15(3):373–9.
Byrns MC, Vu CC, Peterson LA. The formation of substituted 1,N6-etheno-2'-deoxyadenosine and 1,N2-etheno-2'-deoxyguanosine adducts by cis-2-butene-1,4-dial, a reactive metabolite of furan. Chem Res Toxicol. 2004;17(12):1607-13.
Sviatenko L, Gorb L, Hovorun D, Leszczynski J. Interaction of 2'-deoxyadenosine with cis-2-butene-1,4-dial: computational approach to analysis of multistep chemical reactions. J Phys Chem A. 2012;116(9):2333-42.
Frisch MJ, Trucks GW, Schlegel HB, Scuseria GE, Robb MA, Cheeseman JR, et al. Gaussian 09, Revision A.01, Gaussian Inc., Wallingford, CT, 2009.
Zhao Y, Truhlar DG. Density functionals with broad applicability in chemistry. Acc Chem Res. 2008;41(2):157-67.
