Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Cancer Research

Генеральный метод для обнаружения Nitrosamide формирование в метаболизм в Vitro нитрозамины, цитохром P450s

Published: September 25, 2017 doi: 10.3791/56312

Summary

Α-гидроксилирования канцерогенных нитрозаминов цитохрома P450s является признанным метаболический путь, который производит повреждения ДНК промежуточных продуктов, которые вызывают мутации. Однако новые данные указывают на дальнейшего окисления nitrosamides может произойти. Мы описываем общий метод для обнаружения nitrosamides, образующиеся в vitro цитохрома P450-катализировано метаболизм нитрозамины.

Abstract

N-нитрозаминов являются устоявшихся группой экологической канцерогенов, которые требуют цитохрома Р450 окисления проявлять активность. Признанных механизм активации метаболических предполагает формирование α-hydroxynitrosamines, который самопроизвольно разлагаться в ДНК алкилирующих агентов. Накопление повреждений ДНК и результате мутации в конечном итоге может привести к раку. Новые свидетельства указывают, что α-hydroxynitrosamines может быть далее окисляется до nitrosamides processively цитохрома P450s. Потому что nitrosamides как правило более стабильными, чем α-hydroxynitrosamines и может также алкилата ДНК, nitrosamides могут играть определенную роль в канцерогенезе. В настоящем докладе мы описываем общий протокол для оценки добычи nitrosamide в vitro цитохрома P450-катализировано метаболизм нитрозамины. Этот протокол использует общий подход к синтезу соответствующих nitrosamides и в пробирке цитохрома Р450 метаболизм assay с использованием жидкого хроматографии наноспрей тандем ионизации высокое разрешение масс-спектрометрии для обнаружения. Этот метод обнаружения N′- nitrosonorcotinine как незначительные метаболит N′- нитрозонорникотина в примере исследования. Метод обладает высокой чувствительностью и выборочно из-за точного обнаружения массового. Применение этого метода в широкий спектр нитрозамины цитохрома P450 систем поможет определить общего характера этой трансформации. Потому что цитохрома P450s являются полиморфными и различаются по активности, лучшего понимания формирования nitrosamide могут помочь в оценке риска отдельных рака.

Introduction

N-нитрозаминов являются большой класс канцерогенов в диете, табачных изделий и общей окружающей среды; Они также могут быть созданы эндогенно в организм человека1. Более чем 300 N -Нитрозоые смеси были протестированы и > 90% были оценены как канцерогенные в животных моделей2,3. Выставлять их канцерогенности, эти соединения необходимо сначала активировать цитохрома P450s1,2,3. Исследования показывают, что цитохрома P450s легко окисляются нитрозаминов в α-hydroxynitrosamines (рис. 1), которые являются высоко реактивных соединений с периодом полураспада ~ 5 s перед спонтанно разлагается на alkyldiazohydroxides. Последний может алкилата ДНК после потери H2O и N2. Результате ДНК аддукты, если неустраненное, может вызвать мутации, которые, если в критических онко - или генов супрессоров опухолей, привести к развитию рака1. По этой причине, много усилий было потрачено получить полное представление о метаболических, аддукты ДНК и вниз по течению метаболитов цитохрома Р450 окисления канцерогенных нитрозаминов. Это знание имеет потенциальное применение в отдельных рак риска оценки4.

Figure 1
Рисунок 1: Общего и предлагаемых метаболизма нитрозамины.
Нитрозамины (1) окисляются P450s с α-hydroxynitrosamines (2), который самопроизвольно разлагаться в alkyldiazohydroxides (3). Эти соединения можно привязать к ДНК к форме, которую аддукты ДНК. Можно предположить, что 2 далее окисляются, P450s nitrosamides 4. Эти можно непосредственно связываются с ДНК форме Роман ДНК аддукты или гидролизуется до 3 к форме, которую аддукты известных ДНК. R1 и R2 представляют собой любой алкильную группу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Хотя α-hydroxynitrosamine гипотеза поддерживается прочно обширные статистические данные, есть несколько несоответствий; один крупный является короткий период полураспада α-hydroxynitrosamines5,6. Известно, что эти соединения производятся на мембраны эндоплазматического ретикулума и позднее алкилата ядерной ДНК. Учитывая их жизни на несколько секунд, это вызывает недоумение, как эти промежуточные выжить необходимые поездки хотя цитозоль. Одна из гипотез является, что часть α-hydroxynitrosamines processively окисляются до7,nitrosamides8, которые являются довольно стабильными в сравнение9. Это предположительно будет происходить через удержание α-hydroxynitrosamines на активном узле цитохрома P450. Прецедент для этого типа окисления видел с никотина10, спирты11и простой alkylnitrosamines12,13. Кроме того nitrosamides, прямого действия канцерогенов2,3. Основываясь на их реакционную способность9, эти соединения считаются производить ДНК аддукты идентичны результате α-hydroxynitrosamines вместе с новой, неизведанной ДНК аддукты (рис. 1). Таким образом эта гипотеза не только объясняет транспорта через цитозоле, но также формирование ДНК повреждения изделия.

В этом документе описывается общий протокол для оценки в vitro цитохрома P450-опосредованной преобразование нитрозаминов в nitrosamides. Сообщалось ранее преобразование N′- нитрозонорникотина (NNN) N′- nitrosonorcotinine (НЦП) от цитохрома Р450 2A6 продемонстрированы как пример14. Применение настоящего протокола к широкому спектру субстрата ферментных систем поможет определить значение nitrosamides в целом метаболизм нитрозамины.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. материалы и общие процедуры

  1. синтезируют NNN как описано 15. Получить norcotinine, P450 2A6 Baculosomes, системы регенерации NADPH, 0.5 x буфер реакции и других химических веществ или растворителей из коммерческих источников в классе реагент.
  2. Запись NMR спектров на 500 МГц спектрометр. Доклад химические сдвиги как частей на миллион (ppm). Использование остаточного растворителя вершины как внутренние ссылки для 1 H ЯМР (7,26 ppm CDCl 3) и 13 C-ЯМР (77,2 ppm CDCl 3).
    Примечание: Пик расщепления используются следующие сокращения: s = синглет, d = Дуплет, dd = Дуплет Дуплеты, dt = Дуплет Тройняшки, dq = Дуплет квартетов, ddd = Дуплет Дуплет Дуплеты, и m = multiplet.
  3. Выполнять масс-спектрометрии высокого разрешения (СУЛР) для отдельных соединений на LTQ Орбитрэп Velos и данные отчета как m/z.
  4. Использование polygram предварительно покрытием пластин силикагель TLC (40 x 80 мм, толщиной 0,2 мм) с 254 Нм флуоресцентный индикатор для тонкослойной хроматографии (ТСХ). Визуализировать TLC пластины, УФ-лампа облучения.
  5. Выполнять флэш-хроматографии на 60 Е, 70-150 сетки силикагель с помощью столбца стекла 1,5 см х 15 см.

2. Подготовка nitrosamide позитивного управления (N -nitrosonorcotinine, НЯЦ РК)

  1. сухой, в духовке на ночь (16 ч, ~ 140 ° C), 25 мл, раунд нижней колбе содержащие бар магнитные перемешать. Утром, прохладный колбу под поток N 2 при использовании барботер нефти, чтобы сохранить поток 2 N оценить под одной пузырь в секунду.
    Примечание: После охлаждения, требуются не меры предосторожности, чтобы держать флакон под N 2.
  2. В Зонта, добавить norcotinine (31,8 мг, 0,196 ммоль), ангидрид уксусной кислоты (5 мл) и уксусной кислоты (1 мл) в охлажденный настой. Перемешайте эту смесь непрерывно во время охлаждения до 0 ° C с ванной водно ледниковые.
    Осторожностью: Ангидрид уксусной кислоты и уксусной кислоты являются коррозионные.
  3. Добавить NaNO 2 (33,3 мг, 0.483 ммоль) в одной порции и непрерывно размешивать смесь для 2,5 ч. контролировать прогресс реакции методом ТСХ (100% EtOAc, R f = 0,19, шаг 1.4).
    Примечание: За это время смесь станет все более желтый с случайных пузырьков.
  4. Утолить реакции путем заливки смеси в ледяной H 2 O (18 мл). Сразу же извлечь водный раствор с 18 мл CH 2 Cl 2 в воронку separatory 100 мл. Экстракт водный слой по крайней мере 2 еще раз с CH 2 Cl 2 (9 мл каждая).
  5. Сухой пуле organics более ~ 100 мг 4 MgSO на 2 мин фильтр и сконцентрировать решение испарением Ротари приносить нефти сырой, желтый. Тепло водяной бане до 30 ° C во время испарения для удаления остаточного уксусная кислота.
    Примечание: Протокол может быть приостановлена здесь если смесь растворяется в CH 2 Cl 2 и решение, хранящиеся в темноте при 2-8 ° C.
  6. Очистить территорию сырой, колоночной хроматографии (см. шаг 1.5) с помощью силикагель стационарной фазы и 100% EtOAc как элюента 16.
    Осторожностью: НЯЦ РК и связанных с ними nitrosamides должны быть обработаны с осторожностью, поскольку они, как предполагается, человеческих канцерогенов.
  7. Распустить чистого соединения в CDCl 3 и использовать ЯМР (см. шаг 1.2) для подтверждения структуры и определить Молярность это решение 17. Хранить это решение в темноте при 2-8 ° C до тех пор, пока требуется.
    Примечание: Это решение будет использоваться как положительный контроль в assay в пробирке (шаг 3.5). NMR спектров и химические сдвиги доступны в поддержку информации.
  8. С чистой решения НЯЦ РК, подтвердить точное родительского массы и определить продукт ионной масс путем прямого настой на разрешением масс-спектрометр (СУЛР) под параметры, описанные в шаге 1.3 и 4.3.
    Примечание: Массы продукта будет использоваться для обнаружения этого соединения в в vitro метаболизм assay (шаг 4.3).

3. Пример нитрозамины P450 в vitro инкубации

  1. Удалить P450 2A6 Baculosomes, яркие-NADPH-регенерация системы и 10 мм NADP + складе решение из морозильной камеры-80 ° C и пусть они оттепели на льду. После размораживания, разбавить Baculosomes и NADPH-регенерация системы 1:10 и 1:50, соответственно, в одной 1 мл трубку с 0.5 X реакции буфера. Аналогичным образом, добавить 3 мкл NADP + складе решение 97 мкл 0.5 X буфер реакции.
    Примечание: NADP + — светочувствительный. Держите это решение, защищенных в алюминиевой фольги, заключив его контейнера. Фермент решения чувствительны к циклам замораживания оттаивания; Ограничивайте это не более чем 2 циклов. Подготовить аликвоты, необходимых для дальнейших экспериментов.
  2. Для каждого инкубации, добавьте 50 мкл раствора фермента (содержащие 5 пмоль P450) по 1 мл трубки содержащие 40 мкл раствора 4 мкм NNN с буфером реакции. Предварительно инкубировать эта новая смесь для 2 минут при 37 ° C, с помощью водяной бане, а затем добавить 10 мкл разбавленного раствора NADP +. Инкубировать полной системы для 1-30 минут при 37 ° с.
    Примечание: С помощью 5-мин интервалами для инкубации раз (например, 5, 10, 15 мин, и т.д.) будет обеспечивать достаточную курс время формирования nitrosamide.
  3. После желаемого инкубации время утолить первое добавление 10 мкл 3.0 N ZnSO 4 и затем 10 мкл 3.0 N Ba(OH) 2. Вихревой это решение и Белый преципитат лягут. Центрифуга образца на 8000 x g 4 мин для пеллет преципитата.
    Примечание: Процедура должна не прерывалось на этот шаг как сформированные nitrosamides имеют ограниченное стабильности в водных растворах. Длительных пауз может привести к ложным негативов.
  4. Немедленно Пипетка супернатант и анализировать 2 мкл положительные nanoelectrospray ионизации жидкостной хроматографии высокого разрешения тандем массовым спектрометрированием (LC-НСИ +-HRMS/MS, шаги 4.1-4.3).
  5. Для позитивного управления инкубаций, испаряются Алиготе, содержащий 100 фмоль синтезированные решения НЯЦ РК в 1 мл трубку под поток N 2. Этот флакон, шаге 3.2 добавьте полный фермента системы и действуйте, как описано для шагов 3.3-3.4.
  6. Для отрицательного контроля инкубаций, выполнить эксперимент как описано (шаги 3.2-3.4) за исключением замены 50 мкл фермента раствор с 0.5 X буфер реакции.

4. Пример параметров для обнаружения nitrosamide LC-НСИ +-HRMS/МС

  1. для LC компонент, применить следующие многоступенчатый градиент в шаге 4.2 на UPLC систему, с помощью коммерческих, рука Упакованные 18 C18 (5 мкм), 100 мм x 75 мкм, 15 мкм отверстия капиллярной колонки.
  2. С использованием 5 мм NH OAc 4 как растворитель A и MeCN растворителей b, загрузите образец на столбце, запустив на 5% B в 1 мкл/мин от 0 - 5 мин и затем потом замедляется скорость потока до 0,3 мкл/мин. Далее, запустите градиент от 5 до 20% В течение 4 мин, после чего Нагрейте до 55% В течение 10 мин, а затем повторно уравновешивания до 5% б.
  3. Выполнять LC-НСИ +-HRMS/МС на LTQ Орбитрэп. Монитор для НЯЦ РК, полная проверка и MS 2 фрагментации. Выполните полное сканирование с разрешением 60 000 и извлечь Точная родительского массы (192.07670) на массовые терпимости 5 ppm. Использование MS 2 фрагментации изолировать родительского ионов (2,0 сам) и фрагмент, столкновения индуцированной диссоциации (СИД) с энергией столкновений 25 eV, резолюции 15 000, и время 30 г-жа сканирования извлеките точных масс для продукта ионов НЯЦ РК (m/z 192 m/z 134.04739 и 162.07874) на массовые терпимости 5 ppm.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Основано на работе белого и др. 19, norcotinine был нитрозированные НЯЦ чисто и в высокодоходных (80-92%) производить стандарт для эксперимента в пробирке . Структурные доказательства для успешного реакции был получен от спектроскопического анализа, включая 1H ЯМР, 13C-ЯМР, уютный и HSQC (поддержка информация) наряду с СУЛР, который подтвердил родительского массы [M + H]+ в течение 5 ppm Теоретическое значение (рис. 2). MS2 фрагментации НЯЦ РК была использована для определения наиболее распространенных Ион массы продукта. Определены точные родительского массы и продукта Ион масс были использованы в методе LC-НСИ+- HRMS/MS в пробирке assay. Если хранящиеся в темноте при температуре 2-8 ° C, решение НЯЦ стабилен по крайней мере 3 месяца. Как это очень общие реакции, она имеет применение в любой амида 2°.

Figure 2
Рисунок 2: HRMS и СУЛР2 спектр НЯЦ РК.
A) Точная родительского масса НЯЦ РК с массового допуском 5 ppm: рассчитывается: [M + H]+ = 192.07675, найденные: 192.07670. B) фрагментация2 MS m/z 192 с изоляции шириной 2,0 сам. Два наиболее распространенных продуктов ионы являются 134.04739 и 162.07875. Перепечатано с разрешения Chem. Res. Toxicol., 2016, 29, pp 2194-2205. Авторское право 2016 американского химического общества. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Синтезированные НЯЦ был использован в качестве стандарта для assay метаболизм в vitro P450. Цитохрома P450 2A6 был использован потому что известно, чтобы быть эффективным катализатором окисления NNN20. Аналогичным образом NNN концентрация было присвоено 2 мкм, как он приближается Km для α-гидроксилирования21. Хроматографического условиях, описанных синтетические НЯЦ elutes в ~17.5 мин с хорошо решен пиков в родительской Ион и продукт Ион каналы. В соответствии с положительный контроль формирование НЯЦ РК было отмечено в инкубаций 1, 5 и 10 мин.

Figure 3
Рисунок 3: LC-НСИ-HRMS хроматограммы результате инкубаций 2A6 NNN-цитохрома P450.
Для всех разделов Топ Хроматограмма является точная родительской массы извлеченные из полного сканирования для НЯЦ РК. Среднего и нижнего хроматограммы являются две массы Ион точный продукт, извлеченные из MS2 фрагментации НЯЦ РК. Секции заключаются в следующем: НЯЦ стандарт (A), инкубаций 2A6 NNC-цитохрома P450, содержащие все соответствующие ферментов и кофакторов с инкубации раз 1 мин (B), 5 мин (C) и 10 мин (D). RT = время удержания; Ма = массовые области. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

NNC уровни были максимально на 5 мин и снизилась в позднее время точках. Относительный количественный, с использованием синтетических НЯЦ как стандарт оценивается максимальная НЯЦ уровнях 10 Нм. В отрицательный контроль отсутствует система P450 никакое образование НЯЦ обнаруженных (данные не показаны), таким образом указывающий Энзиматическая конверсия требовалось. Вместе этот протокол показывает прямых доказательств для преобразования NNN НЯЦ РК по P450 2A6, хотя степень образования является незначительным по сравнению с α-гидроксилирования NNN.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Изучение метаболизма нитрозамины является критическим компонентом для понимания их канцерогенности. Поскольку участие цитохрома P450s и других метаболических ферментов являются полиморфными, дальнейшее применение этого знания потенциально может определить высокого риска лиц1,4. Новые данные, показывает, что дальнейшее окисление α-hydroxynitrosamines, предположительно основные метаболиты нитрозамины, участвующих в привязке ДНК, nitrosamides Возможен; Однако это не было протестировано энергично в широком спектре поверхностей. Мы описали протокол для определения степени окисления processive нитрозаминов в nitrosamides в пробирке. Широкое применение этого метода поможет определить общую важность этого пути метаболизма.

Этот метод начинается с подготовки стандарта для nitrosamide интерес. В данном примере исследовании это НЯЦ РК, метаболита гипотетическая табак канцероген NNN, канцерогенного вещества в табачных изделий14,22. Как описано, нитрозировании norcotinine гладко с без заметных побочных продуктов. Сырой продукт был загрязненных только начальные Амида и уксусной кислоты, которые были легко удалить с помощью колоночной хроматографии. Это последовало утверждение структуры, ЯМР и СУЛР. Преимуществом этого метода является, что она подходит для практически любой Амида, который позволяет нескольким системам нитрозаминов/nitrosamide должны расследоваться. Кроме того использование ЯМР для количественный дает прямое измерение Молярность для стандартного решения17. Это позволяет хранить соединения инертных условий, а не требующих измерения от деструктивных методов, таких как обратное фаза ВЭЖХ. Затем можно сделать различных разведениях для эксперимента.

Положительный контроль и хорошо характеризуется массовой осколков весьма деликатного и селективного LC-НСИ+- HRMS/MS метод позволяет обнаружения nitrosamides в относительно сложную матрицу. Как показано, метод оценкам НЯЦ концентрации 1-10 Нм или 2-20 фмоль на колонки несмотря на микрокредитование избыток начиная нитрозамины, ферментов и других кофакторов. За счет использования массы высокого разрешения, мониторинг, какие стандартные LC-MS систем отсутствие чувствительности и избирательности метода. Родительский Ион выбор с допуском 5 ppm массового гарантирует, что только соединения с желаемой молекулярную формулу изолированы. Кроме того точное обнаружение массового двух наиболее распространенных ионов продукта наряду с их время хранения дает дополнительные аналита подтверждение. Из-за этого масс-спектрометрия метод требует, что многие параметры оптимизированы, включая ширина изоляции, энергию столкновения и время сканирования. Градиент LC также могут быть изменены для улучшения чувствительности, как совместное Элюирующий с другими веществами ограничит заполнение ловушки иона с целевой nitrosamide.

В примере исследования14формирование НЯЦ РК был незначительным. Исходя Массовые площади, НЯЦ РК был ~ 4000-fold менее обильные, чем гидролизатов α-hydroxyNNN21. Хотя это означает, что НЯЦ РК является очень незначительные метаболитом NNN, другие системы могут отличаться. Чоудхури и др. Найдено большое, processive окисление dimethylnitrosamine и диэтилнитрозаминной; Однако промежуточные nitrosamide был обнаруживается под их условий12. Вполне возможно, что reanalyzing свои системы по методике, описанной здесь можно выявить nitrosamide формирования. Независимо от уровня их образования выше стабильность nitrosamides, по сравнению с α-hydroxynitrosamines может указывать, что эти соединения обладают биологической важности, как они должны более легко транспортировать ячейки.

Хотя этот метод будет применяться для большинства нитрозамины ферментных систем, есть некоторые ограничения. Наиболее важным является метод не количественные. В примере эксперимент формирование оценивалась в области масс-спектрометрических пик положительный контроль образца. Для более точного измерения может быть разработан метод изотопа разрежения, используя гетерогенны помечены nitrosamide. Другой подход будет осуществлять стратегию треппинга с соединениями, например, N- acetyllysine или N- ацетилцистеина, но это удалось на сегодняшний день в наших руках14.

Еще одним ограничением является тенденция nitrosamides гидролизуют легко9; Таким образом образцы должны обрабатываться индивидуально. Это замедляет процесс и предотвращает отправку сотрудников для анализа проб. И наконец следует отметить, что хотя цитохрома P450 2A6 и многие другие коммерчески доступны, некоторые требуют выражения протеина и очистка для получения. Например этот assay был применен к цитохрома P450 2A1314, но она доступна только после строгой изоляции процесса23.

В целом мы описали протокол для обнаружения nitrosamides результате цитохрома P450-катализатором окисления нитрозаминов в пробирке. Протокол включает в себя общие синтеза для nitrosamide стандарта как положительный контроль и в пробирке цитохрома Р450 метаболизм assay с использованием LC-НСИ+- HRMS/МС для обнаружения. В примере исследовании НЯЦ РК был обнаружен на всех инкубации раз начиная от 1-10 мин, но только как незначительные метаболит NNN. Применение настоящего протокола к другим нитрозамины оценит свою общность и потенциальную роль nitrosamides в нитрозамины канцерогенеза.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Это исследование было поддержано Грант не. CA-81301 из Национального института рака. Мы благодарим Боб Карлсон для редакционной помощи, д-р Питер Villalta и Xun Ming для оказания помощи масс-спектрометрии в аналитическая Биохимия общий ресурс масонской онкологический центр и д-р Адам т. Zarth и д-р Анна K. Мишель за их ценное обсуждение и ввода. Аналитический ресурс общей биохимии частично поддерживается путем национальных рака институт рака центр поддержки Грант CA-77598

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Norcotinine AKoS GmbH (Steinen, Germany) CAS 17708-87-1, AKoS AK0S006278969
Acetic acid Sigma-Aldrich 695092
Acetic Anhydride Sigma-Aldrich 242845
Ammonium Acetate Sigma-Aldrich 431311
Barium Hydroxide Sigma-Aldrich 433373
D-Chloroform Sigma-Aldrich 151823
HPLC Acetonitrile Sigma-Aldrich 34998
Magnesium Sulfate Sigma-Aldrich M7506
Methylene Chloride Sigma-Aldrich 34856
Sodium Nitrite Sigma-Aldrich 237213
ViVid CYP2A6 Blue Screening Kit Life Technologies PV6140
Zinc Sulfate Sigma-Aldrich 221376
0.5 mL tubes Fisher AB0533
100 mL round bottom flask Sigma-Aldrich Z510424
125 mL Erlenmeyer flask Sigma-Aldrich CLS4980125
125 mL Separatory Funnel Sigma-Aldrich Z261017
25 mL round bottom flask Sigma-Aldrich Z278262
500 MHz NMR Spectrometer Bruker
Allegra X-22R Centrifuge Beckman-Coulter
LC vials ChromTech CTC–0957–BOND
LTQ Orbitrap Velos Thermo Scientific
Magnetic Stir bar Sigma-Aldrich Z127035
NMR tube Sigma-Aldrich Z274682
P1000, P200, and P10 pipettes Eppendorf
Rotary evaporator Sigma-Aldrich Z691410
RSLCnano UPLC system Thermo Scientific
Shaking Water Bath Fisher FSSWB15
Stir plate Sigma-Aldrich CLS6795420
PicoFrit Column New Objective PF3607515N5
Luna C18, 5 um Phenomenex 535913-1

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rom, W. N., Markowitz, S. Environmental and Occupational Medicine. , 4th ed, Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins. 1226-1239 (2007).
  2. Preussmann, R., Stewart, B. W. Chemical Carcinogens, ACS Monograph 182. Searle, C. E. 2, 2nd ed, American Chemical Society. 643-828 (1984).
  3. Magee, P. N., Montesano, R., Preussmann, R. Chemical Carcinogens. ACS monograph 173. Searle, C. E. , American Chemical Society. 491-625 (1976).
  4. Zhu, A. Z., et al. Alaska Native smokers and smokeless tobacco users with slower CYP2A6 activity have lower tobacco consumption, lower tobacco-specific nitrosamine exposure and lower tobacco-specific nitrosamine bioactivation. Carcinogenesis. 34 (1), 93-101 (2013).
  5. Mesić, M., Revis, C., Fishbein, J. C. Effects of structure on the reactivity of alpha-hydroxydialkynitrosamines in aqueous solutions. J. Am. Chem. Soc. 118, 7412-7413 (1996).
  6. Mochizuki, M., Anjo, T., Okada, M. Isolation and characterization of N-alkyl-N- (hydroxymethyl)nitrosamines from N-alkyl-N- (hydroperoxymethyl)nitrosamines by deoxygenation. Tetrahedron Lett. 21, 3693-3696 (1980).
  7. Guttenplan, J. B. Effects of cytosol on mutagenesis induced by N-nitrosodimethylamine, N-nitrosomethylurea and à-acetoxy-N-nitrosodimethylamine in different strains of Salmonella:evidence for different ultimate mutagens from N-nitrosodimethylmine. Carcinogenesis. 14, 1013-1019 (1993).
  8. Elespuru, R. K., Saavedra, J. E., Kovatch, R. M., Lijinsky, W. Examination of a-carbonyl derivatives of nitrosodimethylamine in ethylnitrosomethyamine as putative proximate carcinogens. Carcinogenesis. 14, 1189-1193 (1993).
  9. Chow, Y. L. ACS Symposium Series. 101, American Chemical Society. 13-37 (1979).
  10. von Weymarn, L. B., Retzlaff, C., Murphy, S. E. CYP2A6- and CYP2A13-catalyzed metabolism of the nicotine delta5'(1')iminium ion. J. Pharmacol. Exp. Ther. 343 (2), 307-315 (2012).
  11. Bell-Parikh, L. C., Guengerich, F. P. Kinetics of cytochrome P450 2E1-catalyzed oxidation of ethanol to acetic acid via acetaldehyde. J Biol Chem. 274 (34), 23833-23840 (1999).
  12. Chowdhury, G., Calcutt, M. W., Nagy, L. D., Guengerich, F. P. Oxidation of methyl and ethyl nitrosamines by cytochrome P450 2E1 and 2B1. Biochemistry. 51 (50), 9995-10007 (2012).
  13. Chowdhury, G., Calcutt, M. W., Guengerich, F. P. Oxidation of N-nitrosoalkylamines by human cytochrome P450 2A6: sequential oxidation to aldehydes and carboxylic acids and analysis of reaction steps. J Biol Chem. 285 (11), 8031-8044 (2010).
  14. Carlson, E. S., Upadhyaya, P., Hecht, S. S. Evaluation of nitrosamide formation in the cytochrome P450-mediated metabolism of tobacco-specific nitrosamines. Chem Res Toxicol. 29 (12), 2194-2205 (2016).
  15. Amin, S., Desai, D., Hecht, S. S., Hoffmann, D. Synthesis of tobacco-specific N-nitrosamines and their metabolites and results of related bioassays. Crit. Rev. Toxicol. 26, 139-147 (1996).
  16. Clark, A. G., Wong, S. T. A rapid chromatographic technique for the detection of dye-binding. Anal Biochem. 89 (2), 317-323 (1978).
  17. Pauli, G. F., et al. Importance of purity evaluation and the potential of quantitative (1)H NMR as a purity assay. J Med Chem. 57 (22), 9220-9231 (2014).
  18. van der Heeft, E., et al. A microcapillary column switching HPLC-electrospray ionization MS system for the direct identification of peptides presented by major histocompatibility complex class I molecules. Anal Chem. 70 (18), 3742-3751 (1998).
  19. White, E. H. The Chemistry of the N-Alkyl-N-nitrosoamides. I. Methods of Preparation. J. Am. Chem. Soc. 77, 6008-6010 (1955).
  20. Patten, C., et al. Evidence for cytochrome P450 2A6 and 3A4 as major catalysts for N'-nitrosonornicotine alpha-hydroxylation by human liver microsomes. Carcinogenesis. 18, 1623-1630 (1997).
  21. Wong, H. L., Murphy, S. E., Hecht, S. S. Cytochrome P450 2A-catalyzed metabolic activation of structurally similar carcinogenic nitrosamines: N'-nitrosonornicotine enantiomers, N-nitrosopiperidine, and N-nitrosopyrrolidine. Chem. Res. Toxicol. 18, 61-69 (2004).
  22. Hecht, S. S. Biochemistry, biology, and carcinogenicity of tobacco-specific N-nitrosamines. Chem. Res. Toxicol. 11, 559-603 (1998).
  23. von Weymarn, L. B., Zhang, Q. Y., Ding, X., Hollenberg, P. F. Effects of 8-methoxypsoralen on cytochrome P450 2A13. Carcinogenesis. 26 (3), 621-629 (2005).

Tags

Клеточная биология выпуск 127 нитрозамины nitrosamide метаболизм цитохрома Р450 processive окисление канцерогенеза с высоким разрешением масс-спектрометрия
Генеральный метод для обнаружения Nitrosamide формирование в метаболизм <em>в Vitro</em> нитрозамины, цитохром P450s
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Carlson, E. S., Upadhyaya, P.,More

Carlson, E. S., Upadhyaya, P., Hecht, S. S. A General Method for Detecting Nitrosamide Formation in the In Vitro Metabolism of Nitrosamines by Cytochrome P450s. J. Vis. Exp. (127), e56312, doi:10.3791/56312 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter