Metabolismus von 14C-Methoxychlor in humanen P450- transgenen und nicht-transgenen Pflanzenzellkulturen zur Produktion endokrin-wirksamer Metaboliten sowie deren Untersuchung auf estrogene Wirkung

Description: Umweltchemikalien mit störender Wirkung auf das neuroendokrine System haben in den letzten Jahren zunehmend größeres Interesse erlangt. Die meisten der heute bekannten hormonaktiven Stoffe zeigen estrogene Aktivität. So auch das Organochlor-Insektizid Methoxychlor, das als Ersatz für das heute verbotene DDT eingesetzt wird. Für seinen Abbau in der Leber sind unter anderem die Cytochrom-P450-Monooxygenase-Isoformen CYP1A1, CYP1A2 und CYP3A4 bekannt. Der Abbau von Methoxychlor erfolgt durch Demethylierung und aromatische Hydroxylierung zu mono-Hydroxy-methoxychlor (Mono-OH-M), bis-Hydroxy-methoxychlor (Bis-OH-M), Catechol-methoxychlor und tris-Hydroxy-methoxychlor (Tris-OH-M). Außer Bis-OH-M treten diese Metaboliten als Enantiomere auf. Während CYP1A2 z.B. vorwiegend (R)-Mono-OH-M bildet, katalysiert CYP1A1 eine stärkere Bildung von (S)-Mono-OH-M. CYP3A4 demethyliert Methoxychlor dagegen ohne Bildung eines enantiomeren Überschusses; es entsteht ein Racemat. Nicht Methoxychlor selbst, sondern seine (Säuger-) Metaboliten zeigen eine unterschiedlich stark ausgeprägte estrogene Wirksamkeit. So wurde berichtet, dass z.B. Bis-OH-M stärker wirksam als Mono-OH-M ist; in vitro zeigte (S)-Mono-OH-M eine stärkere Bindung an den Estrogenrezeptor als (R)-Mono-OH-M. Im Rahmen des Projekts soll der Umsatz und Metabolismus von 14C-Methoxychlor in P450-transgenen und nicht-transgenen Pflanzenzellkulturen unterschiedlicher Spezies untersucht werden. Entstehende Metaboliten sollen quantifiziert, identifiziert und isoliert werden. Enantiomere von Metaboliten sollen ebenfalls identifiziert und isoliert werden. Abschließend soll die estrogene Aktivität der Testsubstanz und der aus den Zellkulturen isolierten Metaboliten in Biotests ermittelt werden. Hauptziel beim Einsatz der P450-transgenen Zellkulturen soll es auch sein, am Beispiel von Methoxychlor aufzuzeigen, dass diese Pflanzenzellkulturen geeignet sind, Metaboliten von besonderem Interesse in größerer Menge (biotechnologisch) für weitere Untersuchungen, wie z.B. Biotets, zu produzieren. Bei den nicht-transgenen Pflanzenzellkulturen stehen Untersuchungen zur Bildung der Methoxychlor-Metaboliten im Vordergrund. Anhand von Biotests und Literaturdaten soll eine Abschätzung der endokrinen Wirkung der Insektizid-Rückstände erhalten werden.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

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Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik (Betreiber*in)
• RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• University Nashville (Mitwirkende)

Time ranges: 2006-01-01 - 2009-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Metabolism of 14C-methoxychlor in human P450-transgenic and non-transgenic plant cell cultures for the production of endocrine active metabolites and their examination with regard to estrogenic activity
  Description: In the last years, interest in xenobiotics, which exhibit interfering effects on the neuro-endocrine system, has increased considerably. Most of the compounds with hormone like activity known today demonstrate estrogenic activity. This holds also for the organochlorine insecticide methoxychlor utilized as substitute for DDT, which was banned nowadays. The cytochrome P450 monooxygenase isozymes CYP1A1, CYP1A2 und CYP3A4 - among others - are mainly responsible for the degradation of methoxychlor in the human liver. The degradation of methoxychlor is characterized by demethylation and aromatic hydroxylation resulting in mono-hydroxy-methoxychlor (mono-OH-M), bis-hydroxy-methoxychlor (bis-OH-M), catechol-methoxychlor and tris-hydroxy-methoxychlor (tris-OH-M). Excepting bis-OH-M, these metabolites are chiral compounds consisting of two enantiomeres. While CYP1A2 e.g. prevailingly forms (R)-mono-OH-M, CYP1A1 catalysis leads to an excess of (S)-mono-OH-M. In contrast, demethylation of methoxychlor by CYP3A4 proceeds without enantiomeric excess; a racemate is formed. Detailed research demonstrated that not methoxychlor itself but its (mammal) metabolites show estrogenic activity - and that with different intensity. Thus it was reported that e.g. bis-OH-M is more estrogenically active than mono-OH-M; in vitro, (S)-mono-OH-M exhibited a stronger binding to the estrogen receptor than (R)-mono-OH-M. In the frame of the project, the turnover and metabolism of 14C-methoxychlor is examined in P450-transgenic and non-transgenic plant cell cultures of different species. Metabolites formed are quantifed, identified and isolated. Enantiomeres of metabolites are also identified and isolated. Finally, the estrogenic activity of methoxychlor and its metabolites isolated from the cell cultures is determined in biotests. Another main aim of the application of the P450-transgenic plant cultures is to demonstrate - using the model compound methoxychlor - that these plant cell cultures are suitable to produce metabolites of special interest on a larger scale (biotechnologically) for subsequent studies, such as biotets. Concerning the non-transgenic plant cell cultures, main interest is in studies on the formation of the methoxychlor metabolites. By means of biotests and literature data, the endocrine activity of the insecticide residues is evaluated. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1027344

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Aktiv

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