Cytokrom P450

Cytokrom P450 ( cytokrom P450-afhængig monooxygenase , engelsk  cytochrom P450 , CYP ) er det almindelige navn for enzymer i P450-familien. De tilhører klassen af ​​hæmoproteiner , de tilhører type b cytochromer [1] . Cytokrom P450, bundet til kulilte , har et lysabsorptionsmaksimum ved 450 nm, hvilket giver dens navn [1] [2] .

Cytokromer P450 findes i alle riger af levende væsener uden undtagelse - hos dyr , planter , svampe , bakterier , arkæer [3] . Disse proteiner er kun fraværende i obligate anaerobe organismer [3] . Omkring 11.500 proteiner i CYP-systemet er blevet beskrevet. P450 fra bakterier og archaea er opløst i cytoplasmaet , i evolutionær forstand er det den ældste form for cytochrom P450. I eukaryote organismer er P450'er membranproteiner [3] .

Cytokrom P450-systemet er involveret i oxidationen af ​​adskillige forbindelser, både endogene og eksogene. Enzymer af denne gruppe spiller en vigtig rolle i metabolismen af ​​steroider , galdesyrer , umættede fedtsyrer , phenoliske metabolitter, såvel som i neutraliseringen af ​​xenobiotika ( lægemidler , giftstoffer , narkotika ) [1] [2] [4] .

Reaktioner, der involverer cytochrom P450-systemet

Cytokrom P450-afhængige monooxygenaser katalyserer nedbrydningen af ​​forskellige stoffer gennem hydroxylering med deltagelse af elektrondonoren NADPH og molekylært oxygen . I denne reaktion er det ene oxygenatom bundet til substratet, og det andet reduceres til vand [1] [2] .

Enzymer af cytochrom P450-familien er, i modsætning til andre hæmoproteiner , som regel, der har én type aktivitet og en strengt defineret funktion, ret forskellige i funktioner, typer af enzymatisk aktivitet og har ofte lav substratspecificitet. P450'er kan udvise både monooxygenase- og oxygenaseaktivitet, så de omtales nogle gange som oxidaser med blandet funktion [1] [4] .

Oxygenase-reaktioner katalyseret af cytochrom P450 er meget forskellige. En af de mest almindelige oxidationsreaktioner af xenobiotika er oxidativ dealkylering, ledsaget af oxidation af en alkylgruppe knyttet til N-, O- eller S-atomerne. Denne proces finder sted i det endoplasmatiske reticulum (ER) af hepatocytter . Deres substratspecificitet er lav. De katalyserer mest effektivt oxidationen af ​​ikke-polære forbindelser med alifatiske eller aromatiske ringe . P450 i leveren er blandt andet involveret i oxidationen af ​​alkoholer til de tilsvarende aldehyder . Hydroxylering af hydrofobe forbindelser forbedrer deres vandopløselighed og fremmer udskillelse gennem nyrerne . Hos forskellige mennesker adskiller sættet af cytochromer P450 i EPR sig på grund af genetiske egenskaber. I denne henseende er undersøgelsen af ​​det enzymatiske P450-system af stor betydning for farmakologien [2] [3] . Alle andre enzymer i P450-familien er placeret på den indre mitokondriemembran , og deres katalytiske centre vender mod matrixen [5] .

En anden almindelig type reaktion er hydroxylering af cykliske forbindelser ( aromatiske , mættede og heterocykliske carbonhydrider ). Enzymer af P450-familien kan også katalysere hydroxyleringsreaktioner af alifatiske forbindelser, N-oxidation, oxidativ deaminering , reduktionsreaktioner af nitroforbindelser [2] [4] .

Cytokromer P450 katalyserer omega-oxidation af mættede fedtsyrer, peroxidation af umættede fedtsyrer, hydroxylering af steroidhormoner , galdesyrer og kolesterol , biosyntese af prostaglandiner og D-vitamin [2] [4] . Steroidogene celler indeholder mitokondrier, der er specialiseret i syntese af steroider. Sådanne mitokondrier er normalt større end mitokondrier af celler i andre væv og har en mere udviklet og indviklet overflade af den indre membran [5] .

Humane cytochrom P450-gener

Hos mennesker er 57 gener og mere end 59 pseudogener af cytochrom P450-systemet blevet identificeret. De er opdelt i 18 familier og 43 underfamilier. Tabellen nedenfor beskriver den humane cytochrom P450-gennomenklatur mere detaljeret [6] .

Noter

1. ↑ 1 2 3 4 5 Britton, 1986 , s. 180-181.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kolman, Rem, 2000 , s. 310-311.
3. ↑ 1 2 3 4 Danielson PB Cytokrom P450-superfamilien: biokemi, evolution og lægemiddelmetabolisme hos mennesker.  (engelsk)  // Aktuel stofskifte. - 2002. - Bd. 3, nr. 6 . - s. 561-597. — PMID 12369887 .
4. ↑ 1 2 3 4 Ortiz de Montellano, Paul R. Cytochrome P450: struktur, mekanisme og biokemi. — 3. udgave. - New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. - ISBN 0-306-48324-6 .
5. ↑ 1 2 Nelson, Cox, 2014 , s. 348-349.
6. ↑ Nelson, D.R. Cytochrome P450-hjemmesiden (ikke tilgængeligt link) . Hentet 14. oktober 2010. Arkiveret fra originalen 27. juni 2010. (ubestemt) 

Litteratur

• Nelson, D. Fundamentals of Lehningers biokemi: i 3 bind  / D. Nelson, M. Cox. - M.  : BINOM, 2014. - T. 2. - S. 348-349. — 636 s. — ISBN 978-5-94774-366-1 .
• Britton, G. 5.5.9. Cytochrome P450 // Biochemistry of Natural Pigments  = Britton, G. The Biochemistry of Natural Pigments: [ eng. ] . - Cambridge University Press, 1983.  / Per. fra engelsk. cand. biol. Videnskaber V. D. Tsydendembaev; udg. prof. M. N. Zaprometova. — M  .: Mir, 1986. — S. 180–181. — 422 s. : syg. - 3050 eksemplarer.  - BBK  28.072 . - UDC  577.117.3 .
• Kolman, Jan. Visuel biokemi  = Taschenatlas der Biochemie: [transl. med  ham. ] / Jan Kolman, Klaus-Heinrich Rem. - M .  : Mir, 2000. - 470 s. - 7000 eksemplarer.
• Ponomarenko, T. M. Cytokrom P450-systemet i lungerne: en rolle i patogenesen af ​​sygdomme og lægemidlers farmakokinetik  / T. M. Ponomarenko, D. A. Sychev, A. O. Chikalo ... [ og andre ] // Farmakokinetik og farmakodynamik. - 2012. - Nr. 1. - S. 25-28.
• Katalytisk konverter: udnyttelse af P450: nye anvendelser af  cytokrom P450 viden ] // Scrip . - 2003. - April. — S. 9–11. // Antibiotika og antimikrobiel terapi. - 2003. - 6. maj.

Links

• Archakov, A. I. P450 cytochromer  / A. I. Archakov, I. I. Karuzina // Vidensgrundlag for menneskelig biologi.
• Cytokrom P450 . Glæden ved sundhed er skønhedens kraft . (Russisk)