ベンゾ(a)ピレン

ベンゾ[*1つの*]ピレン
	; 骨格式
	; ボールと棒のモデル
	; 空間充填モデル
名前
	推奨されるIUPAC名ベンゾ[ pqr ]テトラフェン
	その他の名前ベンズ[ a ]ピレン; ベンゾ[ a ]ピレン; 3,4-ベンズピレン; 3,4-ベンゾピレン; 3,4-ベンズ[ a ]ピレン; 3,4-ベンゾ[ a ]ピレン; ペンタシクロ[10.6.2.0 2,7 .0 9,19 .0 16,20 ]イコサ-1,3,5,7,9,11,13,15,17,19-デカエン[要出典];
識別子
CAS番号	50-32-8 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
チェビ	チェビ:29865 ;
チェムBL	チェルノブイリ原子力発電所 ;
ケムスパイダー	2246 ;
ECHA 情報カード	100.000.026
EC番号	200-028-5;
ケッグ	C07535 ;
パブケム CID	2336;
RTECS番号	DJ3675000;
ユニ	3417WMA06D;
国連番号	3077、3082
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ２０２０１３９;
	InChI InChI=1S/C20H12/c1-2-7-17-15(4-1)12-16-9-8-13-5-3-6-14-10-11-18(17)20(16) 19(13)14/h1-12H キー: FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/C20H12/c1-2-7-17-15(4-1)12-16-9-8-13-5-3-6-14-10-11-18(17)20(16) 19(13)14/h1-12H キー: FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYAQ;
	笑顔 c1ccc2c(c1)cc3ccc4cccc5c4c3c2cc5;
プロパティ
化学式	炭素20水素12
モル質量	252.316 グラムモル−1
密度	1.24 g/cm3 （ 25℃）
融点	179 °C (354 °F; 452 K)
沸点	495 °C (923 °F; 768 K)
水への溶解度	0.2～6.2μg/L
磁化率（χ）	-135.7·10 −6 cm 3 /モル
危険性
	GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H317、H340、H350、H360、H410
注意事項	P201、P202、P261、P272、P273、P280、P281、P302+P352、P308+P313、P321、P333+P313、P363、P391、P405、P501
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

ベンゾ[ a ]ピレン（B a PまたはB[a]P）は、多環芳香族炭化水素であり、300 °C（572 °F）から600 °C（1,112 °F）の温度で有機物が不完全燃焼した結果生成される。この普遍的な化合物は、コールタール、タバコの煙、多くの食品、特に焼いた肉に見られる。化学式C ₂₀ H ₁₂の物質はベンゾピレンの1つであり、ピレンに縮合したベンゼン環によって形成される。そのジオールエポキシド代謝物は、より一般的にはBPDEとして知られ、 DNAと反応して結合し、突然変異を引き起こし、最終的にはがんを引き起こす。これは、IARCによってグループ1の発がん性物質としてリストされている。18世紀には、煙突掃除人の陰嚢がんである煙突掃除人がんが、すすと関連していることがすでに知られていた。

説明

ベンゾ[ a ]ピレン (B a P) は、石炭タール中に含まれる化学式 C ₂₀ H _12の多環芳香族炭化水素です。この化合物はベンゾピレンの一種で、ベンゼン環がピレンに融合して形成され、300 °C (572 °F) から 600 °C (1,112 °F) の温度で不完全燃焼すると生成されます。

出典

大気中の B a Pの主な発生源は、住宅での薪の燃焼です。^[4]また、コールタール、自動車の排気ガス（特にディーゼルエンジン）、有機物の燃焼で発生する煙（タバコの煙を含む）、炭火で焼いた食べ物にも B a P が含まれています。2001 年の国立がん研究所の研究では、バーベキューでよく焼いた食品、特にステーキ、皮付き鶏肉、ハンバーガーでは B a Pのレベルが著しく高いことがわかりました。調理済みの肉製品には最大 4 ng/g の B a Pが含まれており、 ^[5]^フライドチキンでは最大 5.5 ng/g、炭火で焼きすぎた牛肉では 62.6 ng/g であることが示されています。^[7]

B a Pは製錬所、特に鉄鋼工場^[8]やアルミニウム製錬所^[9]などの産業から廃水中に排出されます。

歴史

18世紀、煙突に登ったイギリスの若い煙突掃除人が、煙突掃除人特有の陰嚢癌である煙突掃除人癌に悩まされました。これは1775年に煤の影響と関連付けられ、 ^[10]職業上の癌疫学の最初の研究であり、また、化学物質の混合物と癌の形成との関連が初めて示された研究でもあります。19世紀には、燃料産業の労働者の間で皮膚癌が頻繁に発生しました。1933年、これらの症例の原因化合物はB a Pであると判定され、実験動物に繰り返しコールタールを塗ったところ皮膚腫瘍が発生したことで、その発癌性が実証されました。^[11]それ以来、 B a Pはタバコの煙に含まれる主要な発癌物質として特定されています。^[12]

毒性

神経系

ラットの出生前B a P曝露は、げっ歯類モデルの学習と記憶に影響を与えることが知られています。B a Pを摂取した妊娠ラットは、子孫の晩年の脳機能に悪影響を与えることが示されました。シナプスが最初に形成され、活動によって強度が調整される時期に、B a PはNMDA NR2B受容体サブユニットのmRNA発現として測定されたNMDA受容体依存性神経細胞活動を減少させました。^[13]

免疫系

B a Pは白血球の数に影響を及ぼし、感染と戦うための体の第一防衛線であるマクロファージへの分化を阻害します。2016年に、分子メカニズムは、膜コレステロールを25％減少させることでマクロファージ膜の脂質ラフトの完全性に損傷を与えることが明らかになりました。これは、免疫受容体CD32（免疫受容体のFcファミリーのメンバー）がIgGに結合して白血球をマクロファージに変えることができる免疫受容体が少なくなることを意味します。したがって、マクロファージ膜は細菌感染に対して感受性になります。^[14]

生殖器系

雄ラットを用いた実験では、吸入B a Pへの亜慢性曝露により、一般的に精巣と精巣上体の機能が低下し、性ステロイド/テストステロンの産生と精子の産生が低下することが示されています。^[15]

発がん性

B a Pの代謝物は変異原性があり、発がん性も非常に高く、IARCではグループ1の発がん性物質としてリストされています。化学物質と関連職業、第10巻、ヒト発がん性物質のレビュー、IARCモノグラフ、リヨンフランス2009年^[16]

2016年6月、B a Pはベンゾ[ def ]クリセンとしてREACHの認可対象候補物質リストに追加されました。^[17]

1970年代以降、数多くの研究でB a Pとがんとの関連が実証されている。^{[18]がんと特定のB}a P源との関連を明らかにすることは、特に人間においてはより困難であり、様々な曝露方法（吸入または摂取）によってもたらされるリスクを定量化することは困難である。^[19]喫煙者のビタミンA欠乏症と肺気腫との関連は、ラットにビタミンA欠乏症を引き起こすB a Pによるものであることが2005年に説明された。 ^[20]

1996年の研究では、タバコの煙に含まれる成分と肺がんを結びつける分子的証拠が提示された。B a Pは肺細胞に遺伝子損傷を引き起こすことが示され、その損傷はほとんどの悪性肺腫瘍のDNAに観察される損傷と同一であることが示された。^[21]

調理済みの肉を定期的に摂取すると、大腸がんの発生率が上昇することが疫学的にわかっています^[22]（ただし、これ自体は発がん性を証明するものではありません）^{[23] 。2005年のNCIの研究では、}大腸腺腫のリスク増加はB a P摂取量と関連しており、すべての食品からのB a P摂取量とより強く関連していることがわかりました^{[24] 。}

解毒酵素シトクロム P450 1A1 (CYP1A1)とシトクロム P450 1B1 (CYP1B1)は、ベンゾ[ a ]ピレンの毒性に対して保護的かつ必須である。CYP1A1 と CYP1B1 を除去 (ノックアウト) するように遺伝子操作されたマウスの系統を用いた実験では、CYP1A1 は主に低用量の B a P から哺乳類を保護するために機能し、この保護を除去すると高濃度の B a P が蓄積することが明らかになった。CYP1B1 もノックアウトされない限り、毒性はB a P が究極の毒性化合物であるベンゾ[ a ]ピレン -7,8-ジヒドロジオール-9,10-エポキシドに生物活性化されることによって生じる。 ^[25]^[^{より良い情報源が必要}^]

DNAとの相互作用

正確に言えば、B a Pは発癌物質であり、その発癌メカニズムはB a Pジオールエポキシドへの酵素代謝に依存していることを意味します^[27]。それはDNAに挿入され、求電子性エポキシドは求核性グアニン塩基によって攻撃され、かさ高いグアニン付加物を形成します^{[27] 。} BPDE による DG rxn

X線結晶構造解析と核磁気共鳴構造研究では、この結合が二重らせんDNA構造を乱すことでDNAを歪めることが示されています^{[28] 。これによりDNAをコピーする正常なプロセスが妨げられ、突然変異が誘発され、曝露後に}がんが発生することが説明されます。この作用機序は、グアニンのN7位に結合するアフラトキシンの作用機序と似ています。 ^[29]

ベンゾ[ a ]ピレンジオールエポキシドは、保護的なp53遺伝子を特異的に標的としているという兆候がある。^[30]この遺伝子は細胞周期を制御する転写因子であり、したがって腫瘍抑制因子として機能する。p53内のトランスバージョンホットスポットでG（グアニン）からT（チミジン）へのトランスバージョンを誘導することにより、ベンゾ[ a ]ピレンジオールエポキシドが特定の細胞の腫瘍抑制能力を不活性化し、癌を引き起こす可能性がある。

ベンゾ[ a ]ピレン-7,8-ジヒドロジオール-9,10-エポキシドは、3つの酵素反応によって生成される発がん性物質である。^[31]

ベンゾ[ a ]ピレンはまずシトクロムP450 1A1によって酸化され、(+)ベンゾ[ a ]ピレン-7,8-エポキシドを含む様々な生成物を形成します。 ^[32]
この生成物はエポキシド加水分解酵素によって代謝され、エポキシド環が開いて(−)ベンゾ[ a ]ピレン-7,8-ジヒドロジオールが生成されます。
最終的な発がん物質は、シトクロム P450 1A1 との別の反応によって生成され、(+)ベンゾ[ a ]ピレン-7,8-ジヒドロジオール-9,10-エポキシドを生成します。このジオールエポキシドが DNA に共有結合します。

B a Pは細胞質中のAHR（アリール炭化水素受容体）に結合してシトクロムP450 1A1（CYP1A1）を誘導する。 ^[33]結合すると、形質転換された受容体は核に移行し、そこでARNT（アリール炭化水素受容体核転座因子）と二量体を形成し、特定の遺伝子の上流に位置するDNA内の異物応答要素（XRE）に結合します。このプロセスにより、特定の遺伝子、特にCYP1A1の転写が増加し、続いてCYP1A1タンパク質の産生が増加します。^{[33]このプロセスは、特定の}ポリ塩化ビフェニルやダイオキシンによるCYP1A1の誘導に似ています。腸粘膜でのCYP1A1の活性により、摂取されたベンゾ[ a ]ピレンの大部分が門脈血や全身循環に入るのが防がれているようです。^[34]腸管におけるCYP1A1の発現は肝臓ではなく、リポテイコ酸などの細菌表面構造に対する真核生物の受容体であるTOLL様受容体2（ TLR2）に依存している^[35]。

さらに、B a PはヒトにおいてトランスポゾンLINE1を活性化することが分かっている。^[36]

ヌクレオチド除去修復

上に示したように、(+)ベンゾ[a]ピレン-7,8-ジヒドロジオール-9,10-エポキシド（BPDE）はグアニンとかさばった共有結合DNA付加物を形成します。これらの付加物のほとんどは、ヌクレオチド除去修復プロセスによってDNAから効率的に除去できます。^[37]除去されなかった付加物はDNA複製中にエラーを引き起こし、発がん性変異につながる可能性があります。

参照

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外部リンク

国際化学物質安全性カード 0104
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説明

出典

歴史

毒性

神経系

免疫系

生殖器系

発がん性

DNAとの相互作用

ヌクレオチド除去修復

参照

参考文献

外部リンク

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