通过非共价DNA结合机制研究黄酮类化合物对N-甲基-N-亚硝基脲诱导的突变性的抑制作用

《Genes and Environment》：Mechanistic investigation of flavonoid-mediated inhibition of N-methyl-N-nitrosourea-induced mutagenicity via noncovalent DNA binding

　　

摘要

背景

先前的研究使用Ames试验表明，甘草素（LCD）和异甘草素（ILTG）可以阻止N-甲基-N-亚硝脲（MNU）在鼠伤寒沙门菌（Salmonella typhimurium，TA1535菌株）中引起的突变。为了阐明这些黄酮类化合物的抗突变机制，我们利用紫外-可见光谱仪评估了测试化合物（LCD、ILTG、溴化乙锭（EtBr）或Hoechst 33258）与小牛胸腺DNA（ctDNA）之间的非共价相互作用，并量化了在MNU与测试化合物混合物作用下形成的DNA加合物。此外，我们还测定了MNU的半衰期以及反应混合物中剩余的每种测试化合物的量。

结果

光谱和热力学参数表明，黄酮类化合物（LCD和ILTG）与DNA之间存在显著的结合。插入型化合物溴化乙锭（EtBr）以及结合小沟结构的Hoechst 33258能够抑制MNU在鼠伤寒沙门菌TA1535中的致突变性。通过LC-MS/MS技术，我们测定了ctDNA与测试化合物（LCD、ILTG、EtBr和Hoechst 33258）混合物中的O⁶-甲基鸟嘌呤（O⁶-MeG）和N³-甲基腺嘌呤（N³-MeA）的含量。随着化合物浓度的增加，DNA加合物的量逐渐减少。此外，在有或没有黄酮类化合物（LCD和ILTG）的情况下，MNU的半衰期相似。未检测到新的产物，且反应混合物中剩余的黄酮类化合物也没有发生显著变化，这表明LCD和ILTG并未与MNU发生直接反应。

结论

LCD和ILTG可以直接与DNA结合并抑制DNA加合物的形成。然而，仅与DNA的相互作用并不能完全解释它们的抗突变活性，这暗示了其他机制的参与。