Butadieenin tärkeimmät käyttökohteet ovat synteettinen kumi (SBR, SBS, termoplastinen kumi jne.), jota käytetään laajalti kengänpohjien, renkaiden ja muiden autoteollisuuden osien, liimojen ja tiivistysaineiden, asfaltin ja polymeerien modifioinnissa sekä yhdisteissä loputtomiin tarkoituksiin.
Olemme aiemmin osoittaneet, että butadieenimonoksidi (BM), 1,3-butadieenin ensisijainen metaboliitti, reagoi nukleosidien kanssa muodostaen alkylaatiotuotteita, joilla oli erilainen muodostumisnopeus ja erilainen stabiilisuus in vitro -fysiologisissa olosuhteissa. Tässä tutkimuksessa BM saatettiin reagoimaan yksijuosteisen (ss) ja kaksijuosteisen (ds) vasikan kateenkorvan DNA:n kanssa ja alkylaatiotuotteet karakterisoitiin DNA:n entsymaattisen hydrolyysin jälkeen. Päätuotteet olivat regioisomeerisiä N-7-guaniiniaddukteja. Muodostui myös N-3-(2-hydroksi-3-buten-1-yyli)adeniini ja N-3-(1-hydroksi-3-buten-2-yyli)adeniini, jotka poistuivat DNA:sta nopeammin kuin N-7-guaniiniadduktit.
Lisäksi havaittiin N6-(2-hydroksi-3-buten-1-yyli)deoksiadenosiini ja N6-(1-hydroksi-3-buten-2-yyli)deoksiadenosiini ja saatiin todisteita siitä, että nämä additiotuotteet muodostuivat vastaavien N-1-deoksiadenosiiniadduktien Dimrothin uudelleenjärjestelyn seurauksena, ei N-1-deoksiadenosiiniadditioiden vapautuessa N-1- nukleosidi-DNA:ssa, vaan sen jälkeen hydrolyysi. N-3-(2-hydroksi-3-buten-1-yyli)deoksiuridiiniaddukteja, jotka ilmeisesti muodostuivat vastaavien deoksisytidiiniadduktien deaminaatioreaktioiden jälkeen, havaittiin myös ja ne olivat stabiileja DNA:ssa. Adduktien muodostuminen oli lineaarisesti riippuvainen BM-pitoisuudesta (10–1000 mM), ja additiosuhteet olivat samanlaiset eri BM-pitoisuuksilla. Korkealla BM-pitoisuudella (750 mM) addukteja muodostui lineaarisesti jopa 8 tunnin ajan sekä ssDNA:ssa että dsDNA:ssa. Kuitenkin N-3-deoksiuridiini- ja N6-deoksiadenosiiniadduktien muodostumisnopeudet lisääntyivät 10-20-kertaisesti ssDNA:ssa verrattuna dsDNA:han, kun taas N-7-guaniiniadduktit lisääntyivät vain hieman, oletettavasti johtuen eroista vetysidoksessa ssDNA:ssa vs. Nämä tulokset voivat auttaa ymmärtämään paremmin sekä BM:n että sen emoyhdisteen, 1,3-butadieenin, mutageneesin ja karsinogeneesin molekyylimekanismeja.
Kun 1,3-butadieeniä inkuboidaan hiiren, rotan, apinan tai ihmisen maksan postmitokondriaalisten fraktioiden ja NADPH-regeneroivan järjestelmän kanssa, butadieenimonoksidin muodostumisnopeus on erilainen näissä neljässä lajissa. Reesusapinaa lukuun ottamatta epoksidin määrä on verrannollinen mono-oksygenaasiaktiivisuuteen. Epoksidin muodostumissekvenssi on B6C3F1-hiiri, Sprague Dawley -rotta, mies, reesusapina. Hiiren ja apinan välinen suhde oli noin 7∶1. Kun 1,3-butadieeniä inkuboidaan keuhkokudoksesta peräisin olevien homogenaattien kanssa, vain hiiren ja rotan kudokset tuottavat mitattavissa olevia butadieenimonoksidipitoisuuksia. Mono-oksigenaasiaktiivisuus hiiren keuhkokudoksessa oli vain 1/30 hiiren maksasta. Sitä vastoin keuhkokudos muodosti epoksidipitoisuuksia, jotka olivat verrattavissa maksakudoksen pitoisuuksiin, kun taas apinan ja ihmisen keuhkokudokset eivät tuottaneet mitattavissa olevia butadieenimonoksidipitoisuuksia. Tiedot saattavat viitata siihen, että äskettäin jyrsijöillä tehtyjen 1,3-butadieenin inhalaatiotutkimusten tuloksia ei voitu automaattisesti ekstrapoloida ihmisiin.