Канцерогенность и мутагенность в связи с модификацией ДНК химическими канцерогенами

с гуаниновым остатком, была признана по ряду причин маловероятной. Единственная молекула диолэпоксида, ковалентно связанная с ДНК плазмиды pBR-322, оказалась достаточной для блокирования элонгации полинуклеотидной цени в ходе репликации in vitro. Новый метод авторов использования опосредуемой плазмидой мутации в Escherichia coli позволил им анализировать эффект небольшого числа диолэпоксидов БП, ковалентно связанных с ДНК, на мутации, без токсического действия на клетки хозяина. Разработанный метод позволяет использовать большие количества мутировавшей ДНК, клонированной из трансформированных клеток, для анализа механизма мутаций, вызванных химическими канцерогенами, на уровне единичных молекул.

БП представляет собой главное загрязнение окружающей среды, образуемое в качестве продукта гидролиза горючих материалов, курения сигарет, побочных отходов промышленности. Он стабильно остается в атмосфере, почве, воде, компонентах пищи на всех этапах от сырья и полуфабрикатов до готовых изделий. Статистические исследования указывают на этот ПАУ как главную причину увеличения заболеваний раком легких.

БП превращается в ряд метаболитов благодаря активности системы микросомальных ферментов, полифункциональных окси-даз, содержащих цитохром Р-450 и эпоксидгидратазу. Среди большого разнообразия продуктов обмена БП, образуемых энзи-матически, те из них, которые эпоксидированы в положении 2,3; 4,5; 7,8; 9,10, привлекли особое внимание ввиду их сильной химической реактивности с биологическими макромолекулами.

(± ) г-7Д-8-Дигидрокси4-9,10-окси-7,8,9,10-тетрагидробенз(а) -пирен (ДЭБП) является метаболитом БП, который образуется энзиматически и стереоспецифично путем окисления транс-г-7, 1-8-дигидрокси-7,8-дигидробенз(а)пирена в положениях 9,10. Было показано, что 7,8-дигидрокси-9,10-окси-7,8,9,10-тетрагидро-бенз(а)пирен является сильным мутагеном и в то же время, как считают, представляет собой конечную канцерогенную форму БП (Huberman E. et al.
, 1976; Nagao M. et al. , 1978].

Получение синтетических изомеров диолэпоксидов позволило исследовать взаимодействие изомерного ДЭБП с ДНК как in vitro, так и in vivo. Основное ковалентное связывание происходит между углеродом в 10-м положении ДЭБП и 2-аминогруппой гуано-зиновых остатков. Было идентифицировано связывание также с N-7 позицией гуанозина, с аденозином в положении N-6 и с фосфатными группами ДНК. Следующие феномены были ассоциированы с ковалентным связыванием ДЭБП: разрыв нитей, уменьшение плотностей сверхскрученной циркулярной ДНК, локальная денатурация и ковалентное связывание ДЭБП с интеркаляцией или без нее. Пока не совсем ясна взаимосвязь между этими различными типами структурной модификации и их эффектом на генетические функции ДНК. Молекулярные механизмы, участвующие в возникновении мутаций и канцерогенезе, не вполне понятны.