Abstract
Objective: Quinones are highly reactive compounds undergoing either one- or two-electron reductions. Enzymatic one-electron reduction generates unstable semiquinone radicals which readily undergo redox cycling over NQO1 and NQO2 enzymes, in the presence of molecular oxygen, leading to the production of highly reactive oxygen species (ROS). NQO1 is responsible form detoxification where NQO2 inhibitors are found to show potent anticancerogenic effects. The aim of this study is to investigate some natural inhibitors of the NQO2 enzyme and to identify their action mechanisms over this enzyme on different cancer cell lines.
Methods: First of all the NQO2 inihibitry effects of flavonoids were investigated over enzyme kinetix and Ki values were calculated. Then the cytotoxic effects of flavonoids on different cancer cell lines such as Jurkat Clone E-6, MCF7 and HepG2 cancer cell lines were investigated via MTT test and their effects on NQO2 protein expressions via western blotting.
Results: Ki values for NQO2 inhibitory effects of the studied flavonoids are respectively, Apigenin (0.25 nM) <Kaempferol (0.55 nM) <Quercetin (1.06 nM) <Luteolin (1.54 nM). The IC50 values for flavonoids in three different cell lines were as follows: for Apigenin; 140 μM, 50 μM and 50 μM, for Kaempferol; 40 μM, 100 μM and 400 μM, for Quercetin; 10 μM, 60 μM and 50 μM, and for Luteolin; 50 μM, 60 μM and 75 μM in Jurkat Clone E-6, MCF7 and HepG2 cell lines, respectively. According to the western blotting results in Jurkat cell line, Apigenin; in MCF7, Kaempferol; significantly (p<0.05) reduced the NQO2 expression whereas in HepG2 cell lines any of them did not reveal any inhibitory effects.
Conclusion: As a result, the tested flavonoids were all inhibitors of NQO2 enzyme in nM levels and in Jurkat and MCF7 cell lines the cytotoxic effects of Apigenin and Kaempferol have been associated with NQO2 inhibition.
Özet
Amac: Kinonlar bir veya iki elektron reduksiyonuna uğrayabilen cok reaktif maddelerdir. NQO1 ve NQO2 aracılı bir elektron reduksiyonu aracılığıyla kararsız semikuinon radikalleri meydana gelir ve bunlar redoks siklusuna girerek, oksijen varlığında reaktif oksijen turevleri (ROS) oluşmasına sebep olurlar. NQO1 detoksifikasyondan sorumlu iken, NQO2 inhibitorlerinin antikanser etki gosterdiği bulunmuştur. Calışmanın amacı doğal bazı bileşiklerin NQO2 inhibitoru olup olmadığının ve bu mekanizma uzerinden ceşitli kanser hucrelerinde etkili olup olmadıklarının araştırılmasıdır.
Metod: Oncelikle flavonoidlerin NQO2 enzim kinetiği uzerine etkileri araştırılmış ve Ki değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra Jurkat Clone E-6, MCF 7 ve HepG2 kanser hucre hatlarında hucre canlılığı testi (MTT) uzerine etkileri ve western blotlama ile NQO2 proteinleri uzerine etkileri araştırılmıştır.
Bulgular: Calışmamızda yer alan flavonoidlerin NQO2 inhibitor etkilerine ait Ki değerleri sırasıyla şu şekildedir: Apigenin (0.25 nM) < Kamferol (0.55 nM) < Kersetin (1.06 nM) < Luteolin (1.54 nM). Flavonoidlerin Jurkat Clone E-6, MCF7 ve HepG2 olmak uzere uc farklı hucre hattındaki sitotoksisiteye ait IC50 değerleri ise sırasıyla, Apigenin icin 140 μM, 50 μM and 50 μM; Kamferol icin 40 μM, 100 μM ve 400 μM; Kersetin icin 10 μM, 60 μM ve 50 μM; Luteolin icin 50 μM, 60 μM ve 75 μM şeklindedir. Jurkat hucre hattı icin western blotlama sonucları gore Kemferol anlamlı (p<0.05) bir şekilde NQO2 ekspresyonunu azaltırken; maddelerin hicbirinde HepG2 hucre hattı icin bu gozlenmemiştir.
Sonuç: Sonuc olarak test edilen tum flavonoidlerin nM duzeyde NQO2 inhibitoru olduğu gorulmuştur. Apigenin ve Kamferolun, Jurkat ile MCF7 hucre hatlarında gostermiş olduğu sitotoksik etki ise NQO2 inhibisyonu yapmalarıyla ilişkilendirilmiştir.
© 2015 by © 2015 by TurkJBiochem.com
