Les principales applications du butadiène sont le caoutchouc synthétique (SBR, SBS, caoutchouc thermoplastique, etc.), largement utilisé dans la production de semelles de chaussures, de pneus et d'autres pièces pour l'industrie automobile, d'adhésifs et de produits d'étanchéité, de modification d'asphalte et de polymères et de composés à des fins infinies.
Nous avons précédemment montré que le monoxyde de butadiène (BM), le principal métabolite du 1,3-butadiène, réagissait avec les nucléosides pour former des produits d'alkylation présentant différents taux de formation et différentes stabilités dans des conditions physiologiques in vitro. Dans la présente étude, le BM a réagi avec de l'ADN de thymus de veau simple - brin (ss) et double brin (ds) et les produits d'alkylation ont été caractérisés après hydrolyse enzymatique de l'ADN. Les principaux produits étaient des adduits régioisomères de N-7-guanine. La N-3-(2-hydroxy-3-butén-1-yl)adénine et la N-3-(1-hydroxy-3-butén-2-yl)adénine, qui ont été dépurinées de l'ADN plus rapidement que les adduits N-7-guanine, se sont également formées.
De plus, la N6-(2-hydroxy-3-butén-1-yl)désoxyadénosine et la N6-(1-hydroxy-3-butén-2-yl)désoxyadénosine ont été détectées et des preuves ont été obtenues que ces adduits étaient formés par réarrangement de Dimroth des adduits de N-1-désoxyadénosine correspondants, non pas pendant leur présence dans l'ADN, mais après la libération des nucléosides N-1-alkylés par hydrolyse enzymatique. Des adduits de N-3-(2-hydroxy-3-butén-1-yl)désoxyuridine, qui se sont apparemment formés à la suite de réactions de désamination des adduits de désoxycytidine correspondants, ont également été détectés et étaient stables dans l'ADN. La formation d'adduits dépendait linéairement de la concentration de BM (10 à 1 000 mM), les rapports d'adduits étant similaires aux différentes concentrations de BM. À une concentration élevée de BM (750 mM), les adduits se sont formés de manière linéaire pendant jusqu'à 8 h dans l'ADNsb et l'ADNdb. Cependant, les taux de formation des adduits N-3-désoxyuridine et N6-désoxyadénosine ont augmenté de 10 à 20 fois dans l'ADN double brin par rapport à l'ADN double brin, alors que les adduits N-7-guanine n'ont augmenté que légèrement, probablement en raison des différences de liaison hydrogène entre l'ADN double brin et l'ADN double brin. Ces résultats pourraient contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de mutagenèse et de carcinogenèse du BM et de son composé parent, le 1,3-butadiène.
Lorsque le 1,3-butadiène est incubé avec des fractions postmitochondriales hépatiques de souris, de rat, de singe ou d'homme et un système régénérateur de NADPH, le taux de formation de monoxyde de butadiène est différent chez les quatre espèces. A l'exception du singe rhésus, la quantité d'époxyde est proportionnelle à l'activité monooxygénase. La séquence de formation d'époxyde est la souris B6C3F1, le rat Sprague Dawley, l'homme, le singe rhésus. Le rapport entre la souris et le singe était d'environ 7∶1. Lorsque le 1,3-butadiène est incubé avec des homogénats de tissus pulmonaires, seuls les tissus de souris et de rats produisent des concentrations mesurables de monoxyde de butadiène. L'activité de la monooxygénase dans le tissu pulmonaire de la souris n'était que de 1/30 de celle du foie de la souris. En revanche, les tissus pulmonaires formaient des concentrations d'époxyde comparables à celles formées par les tissus hépatiques, alors que les tissus pulmonaires des singes et des humains ne produisaient aucun niveau mesurable de monoxyde de butadiène. Ces données pourraient suggérer que les résultats d'études récentes sur l'inhalation de 1,3-butadiène chez des rongeurs ne pourraient pas être automatiquement extrapolés à l'homme.