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活性酸素は、変異原物質が生体内でフリーラジカル活性体を生成するとき共役して派生する。したがって、変異原性の多くは活性酸素の変異原性に帰着される。本研究では、活性酸素ファミリーの中でも電気化学的に定量的に生成し得るスーパーオキサイドアニオンラジカルとGuanosine誘導体を用いたモデル系によって、これらの相互作用の観点から核酸塩基損傷のメカニズムについて研究した。
まず、スーパーオキシドアニオンラジカルからGuanosine誘導体への1電子移動がその損傷には本質的な役割を果たしてないことを明きらかにした。酸素は非水溶媒中でスーパーオキシドアニオンラジカル生成に対応する可逆なサイクリックボルタモグラムを与えたが、Guanosine誘導体共存下ではその濃度に依存して、その還元波は不可逆性を増した。しかし、Guanosine誘導体自身の酸化または還元電位および種々の測定から、この不可逆性はスーパーオキシドアニオンラジカルが仲介する一電子移動ではなく、酸素の還元に伴う後続化学反応に起因していることを明らかにした。そして、この系をバルクで定電位電解した結果、GuanosineのN-グルコシド結合開裂によるGuanineの生成および未知反応生成物が電解電流量に依存して増加し、この反応生成物は核酸塩基部部位の変化を伴っていることが示唆された。また、種々の電気化学的測定から、この生成物はスーパーオキシドアニオンラジカルによるGuanosineのN_1-位のプロトン引き抜きに始まることが明らかとなった。現時点では未知生成物の構造決定および完全な損傷機構には至らなかったが、スーパーオキシドアニオンラジカルによる新たな核酸塩基損傷反応の可能性が示唆された。
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