Jabarkan Biotransformasi dari Benzena

Meskipun bukan substrat yang umum dalam metabolisme, benzena dapat dioksidasi oleh bakteri dan eukaryota. Dalam bakteri, enzim dioksigenase dapat menambahkan oksigen ke dalam cincin, dan produknya yang tidak stabil segera tereduksi (oleh NADH) menjadi diol siklik dengan dua ikatan ganda, merusak kearomatikannya. Selanjutnya, diol direduksi oleh NADH menjadi katekol. Katekol lalu dimetabolisme menjadi asetil KoA dan suksinil KoA, yang digunakan oleh organisme terutama dalam siklus Krebs untuk produksi energi.

Jalur metabolisme benzena cukup kompleks dan dimulai di dalam liver. Beberapa enzim terlibat di dalamnya. Ini mencakup sitokrom P450 2E1 (CYP2E1), kuinina oksidoreduktase (NQ01 atau DT-diaforase atau NAD(P)H dehidrogenase (kuinona 1)), GSH, dan myeloperoksidase (MPO). CYP2E1 terlibat pada banyak tahapan: konversi benzena menjadi oksepin (benzena oksida), fenol menjadi hidrokuinona, dan hidrokuinona menjadi benzenatriol dan katekol. Hidrokuinona, benzenatriol dan katekol diubah menjadi polifenol. Di dalam sumsum tulang, MPO mengubah polifenol ini menjadi benzokuinona. Zat antara dan metabolit ini menginduksi genotoksisitas melalui berbagai mekanisme termasuk menghambat topoisomerase II (yang memelihara struktur sel dan organisasi), menghasilkan radikal bebas oksigen (spesies tak stabil) yang memicu mutasi, meningkatkan tekanan oksidatif, menginduksi pemecahan untai DNA, dan menguban metilasi DNA (yang dapat mempengaruhi ekspresi gen). NQ01 dan GSH mengubah metabolisme dari toksisitas. NQ01 memetabolisme benzokuinona menjadi polifenol (menangkal efek MPO). GSH terlibat dalam pembentukan asam fenilmerkapturat.

Polimorfisme genetik dalam enzim ini dapat menyebabkan hilangnya fungsi atau peningkatan fungsi. Sebagai contoh, mutasi pada CYP2E1 meningkatkan aktivitas dan menghasilkan peningkatan metabolit toksik. Mutasi NQ01 mengakibatkan hilangnya fungsi dan dapat menyebabkan penurunan detoksifikasi. Mutasi myeloperoksidase mengakibatkan hilangnya fungsi dan dapat menyebabkan penurunan pembentukan metabolit toksik. Mutasi atau penghapusan GSH mengakibatkan hilangnya fungsi dan mengakibatkan penurunan detoksifikasi. Gen-gen ini mungkin menjadi target penyaringan genetik untuk kerentanan terhadap toksisitas benzena.