4-نيتروكينولين 1-أكسيد

أكسيد 4-نيتروكينولين (المعروف أيضًا باسم 4-NQO، 4NQO، 4Nqo، NQO وNQNO) هو مشتق من الكينولين ومركب مُسرطن يُستخدم في تقييم فعالية الأنظمة الغذائية والأدوية والإجراءات في الوقاية من السرطان وعلاجه في النماذج الحيوانية . يُحدث هذا المركب تلفًا في الحمض النووي ، والذي يُصحح عادةً عن طريق إصلاح استئصال النيوكليوتيدات .

أكسيد 4-نيتروكينولين 1 (4NQO) هو كينولين، وهو مادة كيميائية مسرطنة ومطفرة. تمتلك الكينولينات، مثل 4NQO، بنية عطرية غير متجانسة ولها نفس الصيغة الكيميائية الأساسية C9H7N. _قد يوجد 4NQO بشكل طبيعي في البيئة، ولكنه يُصنّع عادةً لأغراض البحث العلمي. _[ ^{1 ] من} المعروف أن 4NQO يُحاكي التأثيرات البيولوجية للأشعة فوق البنفسجية على الكائنات الحية المختلفة. ^{[ 2 ]} يرتبط كل من 4NQO ومستقلبه المختزل، أكسيد 4-هيدروكسي أمينوكينولين 1 (4HAQO)، بروابط تساهمية مع الجزيئات الكبيرة الخلوية مثل الأحماض النووية والبروتينات. ^{[ 3 ]}

ثبت أن مركب 4NQO يحاصر معقدات انشطار توبويزوميراز I. ^{[ 4 ]} وقد يُحدث أيضًا تلفًا في الحمض النووي من خلال إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية التي يُعتقد أنها تنشأ من الاختزال الإنزيمي لمجموعة النيترو فيه، على الرغم من أن آليته الدقيقة غير معروفة. ^{[ 5 ]} قد تعمل أنواع الأكسجين التفاعلية الناتجة عن 4NQO كناتج ثانوي لتلف الحمض النووي أو كجزيء إشارة ناتج عن التلف. ^{[ 6 ]} استجابةً للتلف الناتج عن 4NQO، تحاول الخلايا إصلاح التلف وبدء استجابة نسخية لإزالة سمية 4NQO ومستقلباته من الخلية. ^{[ 7 ]}

يُعدّ تلف الحمض النووي الناتج عن 4NQO نموذجًا قويًا. يُحدث 4NQO تلفًا في الحمض النووي، يُصحَّح عادةً بواسطة إصلاح استئصال النيوكليوتيدات. يُعتقد أن ناتج اختزال 4NQO بأربعة إلكترونات، وهو 4-هيدروكسي أمينوكينولين 1-أوكسيد (4HAQO)، مستقلبٌ مُسرطنٌ لـ 4NQO. عندما يُستقلب 4NQO إلى مُتفاعله المُحب للإلكترونات، سيليل-4HAQO، فإنه يتفاعل مع الحمض النووي لتكوين مُضافات أحادية مستقرة من الكينولون، والتي تُعتبر مسؤولة عن قدرته على إحداث الطفرات والسمية الجينية. ^{[ 5 ]}

تتأكسد نواتج إضافة الكينولون الأحادية المستقرة لتكوين 8-هيدروكسي ديوكسي غوانوزين (8OHdG)، والذي يؤدي، في حال عدم إصلاحه، إلى تحول الغوانين إلى ثايمين، وهي نيوكليوتيدات في الحمض النووي DNA. على الرغم من الخصائص المطفرة المباشرة لـ 4HAQO، إلا أنه أقل سمية من 4NQO، مما يشير إلى أن استقلاب 4NQO ينتج مواد كيميائية تفاعلية أخرى مثل نواتج استقلاب الجذور الأنيونية. ^{[ 6 ]}

استُخدمت أنواع الخميرة لرسم خرائط المناطق متعددة الأشكال استجابةً لـ 4NQO، وتم تحديد عامل النسخ متعدد الأشكال Yrr1. يُكسب Yrr1 خميرة S. cerevisiae من النوع البري مقاومةً لـ 4NQO، ويرتبط بجينات أساسية معروفة بتنظيم الاستجابة الدوائية. ^{[ 8 ]} يُغير Yrr1 الاستجابة الخلوية في مقاومة 4NQO ومعدلات التنفس. ^{[ 6 ]} في دراسة حديثة أُجريت على الخميرة، تبيّن أن 4NQO يؤثر على إعادة تشكيل الكروماتين، وانقسام الخلايا، ومسارات إصلاح تلف الحمض النووي. ^{[ 9 ]}