Investice do rozvoje vzdělávání
Inovace studia molekulární a buněčné biologie
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. I
ti
d
j
dělá á í
Investice do rozvoje vzdělávání
Buněčná biologie 2: KBB/BB2
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. I
ti
d
j
dělá á í
Investice do rozvoje vzdělávání
Metabolismus xenobiotik I.
Prof. RNDr. Zdeněk Dvořák, Ph.D.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. I
ti
d
j
dělá á í
Investice do rozvoje vzdělávání
Cíl přednášky: Seznámit se základními principy detoxikačních dějů a biotransformace xenobiotik Klíčová slova: Farmakokinetika, metabolismus, xenobiotika, fáze I. a II., biotransformace, cytochrom P450
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. I
ti
d
j
dělá á í
„ZROZENÍ METABOLISMU“ • Počátkem 18. století panovalo přesvědčení, že složení lidského těla a všech živých věcí je výsledkem tzv. „životní síly - vital force – vis vitalis" nebo „vnitřního ř íh plamene l - internall flame". fl " (vitalismus) ( l ) • v roce 1828 syntetizoval Friedrich Woehler močovinu, jako jednu z odpadních d d í h sloučenin l č i vylučovanou l č močí čí • poslal pak Berzeliovi následující vzkaz: "I must tell you that I can prepare urea without requiring a kidney of an animal, either man or dog“
Syntéza močoviny zahříváním kyanatanu amonného
I
ti
d
j
dělá á í
„In the evening, shortly before going to bed, I ingested 2 grams (about 32 grains) of benzoic acid in a sugar syrup. During the night I started sweating, which could be an effect of this acid, since I otherwise very rarely sweat profusely. I experienced no other obvious effect, even over the course of the following days when I took the same dose, and neither did the sweating reoccur In I the th urine i eliminated li i t d the th nextt morning i was found f d to t be b unusually ll acidic, even after being allowed to stand 12 hours after evaporation ...after the residue was mixed with hydrochloric acid and allowed to stand, a large l amount m nt of f long l n prismatic p i m ti brown b n crystals t l was formed, f m d which hi h did look l k like lik benzoic acid. Another portion, which had been concentrated to a syrupy thickness, formed a magma of crystalline plates after being mixed with hydrochloric acid. acid ...Long, Long colorless prismatic crystals were then isolated . These crystals consisted of pure hippuric acid. ... As long as I continued to ingest benzoic acid, I could very easily continue to produce quantities of hippuric acid, acid without any apparent unhealthy effects, effects so it would be quite easy to produce in such a way great quantities of hippuric acid. One could keep a subject on hand for weeks , in order to continue this method of production . production". Justus von Liebig, 1829
I
ti
d
j
dělá á í
• Biotransformační enzymy
enzymy účastnící se metabolismu xenobiotik
• XENOBIOTIKUM = látka cizí lidskému organismu • léčiva • drogy (opiáty, kanabinoidy, amfetaminy) • environmentální polutanty (cigaretový kouř, kouř nátěrové hmoty, hmoty dioxiny) • agrochemikálie (pesticidy, konzervační látky, růstové stimulátory, hnojiva) • potravní aditiva (barviva, ochucovadla, stabilizátory)
Metabolismus xenobiotik u člověka • játra!!! • placenta, plíce, kůže, střevo, ledviny
I
ti
d
j
dělá á í
Koncept boje těla s xenobiotiky Záměr Zá ě Přeměnit lipofilní látky na hydrofilní – zvýšit polaritu U Usnadnit d it exkreci k i
Důsledky Změny ě ve farmakokinetice f k k látky lá k Detoxikace Metabolická aktivace
I
ti
d
j
dělá á í
PK a PD PD = farmakodynamika • Působení léčiva (xenobiotika) na organismus
PK = farmakokinetika • Působení organismu na léčivo (xenobiotikum) A D M E A.D.M.E.
I
ti
d
j
dělá á í
absorbce distribuce metabolismus eliminace
AKUMULACE
noxa Fyziologické Patologické Genetické Environmentální FAKTORY
TOXICITA CYP1; CYP2 CYP3; CYP4
Terapeutický účinek
METABOLITY
KONJUGAČNÍ ENZYMY
PROTEINY
DNA
Poškození buněk
Mutace
INAKTIVACE ELIMINACE DETOXIKACE
I
ti
d
j
dělá á í
TOXICITA
BIOTRANSFORMACE DETOXIKACE vs. AKTIVACE Fá I. Fáze I
Fá II. Fáze II
Fá III. Fáze III
• oxygenace
• konjugace
• transport
• redukce • hydrolysa
detoxikace Xenobiotikum
oxidace
I
ti
d
j
dělá á í
aktivace
reaktivní intermediáty
GSH; proteiny SH-enzymy; DNA
Kovalentní vazba a toxicita t i it (neoantigeny, mutageny, karcinogeny)
Fáze I biotransformace xenobiotik • oxidoredukční a hydrolytické reakce • vneseníí polární p lá í skupiny k pi do d molekuly m l k l (např. ( př hydroxylace) h d x l ) • přeměna méně polární skupiny na polárnější (např. redukce nitroskupiny) • „odkrytí“ polární skupiny (např.štěpení esterů a amidů)
I
ti
d
j
dělá á í
REAKCE FÁZE I. • HYDROLÝZA
- karboxyesterasy (valacyclovir, midodrin) - peptidasy (insulin) - epoxidhydrolasy (karbamazepin)
• REDUKCE
-
redukce redukce redukce redukce redukce redukce
azo skupiny (prontosil → sulfanilamid) nitro skupiny (benzodiazepiny) karbonylu (chloralhydrát → trichloroethanol) disulfidu (disulfiram) sulfoxidu (aktivace sulindacu) chinonu (aktivace paraquatu, doxorubicinu)
• DEHALOGENACE
- reduktivní (zvýšena toxicita CCl4) - oxidativní (hepatotoxicita halotanu)
• DEHYDROGENACE
- alkoholdehydrogenasa (inh. cimetidin) y y g ( (inh. disulfiram)) - aldehyddehydrogenasa
I
ti
d
j
dělá á í
ENZYMY FÁZE I. • MONOOXYGENASY
- monoaminoxidasy (primaquin, haloperidol) - peroxidasy (aflatoxiny, (aflatoxiny benzen) - flavinové (nikotin, chloropromazin, imipramin)
CYTOCHROM P450 - alifatická hydroxylace (mefenytoin) - aromatická hydroxylace (benzo[b]pyren) - epoxidace dvojné vazby (karbamazepin) - oxygenace heteroatomu (omeprazol) - 0-dealkylace (dextromethorphan) - N-dealkylace (theofylin, paraxanthin) - přenos skupiny (parathion, halotan) - štěpení esteru (loratidin) - dehydrogenace (paracetamol) I
ti
d
j
dělá á í
Fáze I. - „oxido-redukční“ 1 Oxygenace – hydroxylace (monooxygenasy) 1.
R1 R2 R3
R1 R2 R3
H alifatické
R1
OH
R1
OH
R2
aromatické
R2
2. Oxidativní demethylace (monooxygenasy)
OMe
OCH2OH
OH
O +
H
H
O demethylace O-demethylace
H2 H C N
R
H2 H C N CH3
R
H2 C NH2 CH2OH N-demethylace
I
ti
d
j
dělá á í
R
+
O H
H
Fáze I. - „oxido-redukční“ H2O
3 Oxidace – (dehydrogenasy) 3.
H3C C OH H2
O
O H3C
H3C NAD+
H
NADH + H+
NAD+
OH
NADH + H+
4. Redukce – (dehydrogenasy; reduktasy)
R1
R1
H
R2
OH
NO2
R1
R1
O R2
NADH + H+
NAD+
R2
R2
5. Hydrolysa – (hydrolasy; esterasy; amidhydrolasy) H2O
O R1
R1 O
O
R2
O H2O
R1
ti
d
j
dělá á í
R2
O O
+
R2 OH
+
R2
H
R1 NH
I
O
H
NH2
NH2
OXIDACE
• Objev, Objev že živé organismy jsou schopny oxidovat sloučeniny pocházel z konjugačních experimentů, které prováděli Ure, Erdmann, Marchand • pozorování, že i oxidace jiných kyselin než benzoové vede k vylučování kyseliny hippurové v moči vedlo k postulování hypotézy o existenci intermediárního produktu v procesu oxidace • Erdmann a Marchand podávali 5-6 g kyseliny skořicové dobrovolníkům, a z moči izolovali látku, o které se domnívali, že je to kys. hippurová • hypotézu o oxidaci kys. skořicové na kys. benzoovou potvrdili Woehler a Frerichs, kteří izolovali kys. hippurovou z moči psů jimž podávali kys. skořicovou
Friedrich Theodor von Frerichs
I
ti
d
j
dělá á í
• další důležitý objev týkající se metabolické oxidace pocházel z laboratoře Frerichse • Bernard Naunyn pozoroval, že když podával pacientům benzen, tito vylučovali fenol; jeho zkušenější kolega, chemik Schultzen pak prokázal, že benzenupříbuzné uhlovodíky toluen a xylen jsou oxidovány na karboxylové kyseliny • jejich práce „The behavior of benzene-
derived hydrocarbons in the animal organism„ organism (1867)“ odhalila nečekanou schopnost lidského
těla uskutečňovat takové chemické reakce, kterých t rých n nebyli y v tté době o ch chemici m c schopni!!! schopn !!!
Bernard Naunyn
I
ti
d
j
dělá á í
REDUKCE • E. E Lautemann byl fascinován jak snadno probíhá redukce kys. chinonové na kys. benzoovou ve zkumavce Kladl si otázku zda reakce probíhá i v těle. • roku 1863 Lautemann a jeho kolegové požili každý 8 g chinonátu vápenatého a následně ve vzorcích moči detekovali konjugovanou kys. benzoovou. • F. Hoppe-Seyler izoloval indoylsulfát po podání o-nitrofenylpropionové kys. • prvním reakčním krokem v této konverzi byla redukce nitroskupiny na primární amin
I
ti
d
j
dělá á í
REDUKCE • Gerhard Domagk (1932) prováděl sérii experimentů se sulfonamidovými sloučeninami, kdy hledal agens pro léčbu streptokokových infekcí • myši, které dostaly 1,5 hod po infekci dávku Prontosilu přežily, zatímco kontrolní myši uhynuly • jednalo se o první úspěšnou léčbu bakteriální infekce • Domagk – Nobelova cena za medicínu 1939
• Fuller přinesl analytický důkaz o přítomnosti aminobenzenesulfonamidu v moči a krvi myší po dávkování Prontosilu • reduktivní reakce v metabolismu léčiva!!!
I
ti
d
j
dělá á í
Gerhard Domagk
Fáze II. - „konjugační“ • konjugace – spojení noxy s polární molekulou METABOLIT (fáze I.)
+
KONJUGAČNÍ ČINIDLO
KONJUGÁT
• GLUKURONIDACE
- UDP-glukuronyltransferasa katalyzuje tvorbu O-; N-; S- a C- esterů kys. glukuronové - morfin, metadon, kys. valproová, dextrophan
• SULFATACE
- sulfotransferasy katalyzují tvorbu esterů kys. sírové - fenoly, katecholy, hydroxyaminy
• METHYLACE*
- methyltransferasy katalyzují přenos CH3 skupiny na O-; N-; S- a C- atomy - fenoly, katecholy, aminy, těžké kovy - neníí vzrůst ů polarity; l i d detoxikační ik č í funkce f k
• ACETYLACE
- N-acetyltransferasy - sulfanilamid, isoniazid, dapson - konjugace –COOH skupiny substrátu a -NH2 skupiny glycinu (benzoát → hippurát)
• AMINOKYSELINY • GLUTATHION
I
ti
d
j
dělá á í
- glutathion glutathion-S-transferasa transferasa katalyzuje konjugaci s GSH - aktivace nitroglycerínu, detoxikace NAPQI – paracet.
KYSELINA GLUKURONOVÁ SUBSTRÁTY: B RÁ
alkoholy; lk h l fenoly; f l aminy; thioly; h l karboxylové k b l é kys. k
DONOR:
UDP-GA = Uridine-DiPhospho-Glucuronic-Acid
O
HN
COOH COO O O OH OH
ENZYM: PRODUKTY:
R
OH
R
I
ti
d
NH2
j
dělá á í
OH
H2 O P PO C
N O
UDP-glukuronyltransferasy zkratka UGT OH
O-glukuronidy N-glukuronidy R
O
GA
+ UDP-GA
+ R
NH
OH
GA
UDP
• morfin; valproová kys.
KONJUGACE - GLUKURONIDACE • první sloučenina charakterizovaná jako cukerný konjugát byla kyselina euxantová – hlavní složka Indické žluti • Indická žluť byla izolována z moči krav krmených mangovými listy • roku k 1855 pozorovall Schmid, S h id že ž euxantová á kyselina k li jje vylučována l č á močí čí velbloudů krmených plody Mangostana Mangifer • Erdmann pozoroval, že euxantová kyselina může být hydrolyzována na žlutý produkt – aglykon • Baeyer charakterizoval aglykon euxantové kyseliny a určil, určil že cukerná složka je oxidovaný derivát glukosy
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE - GLUKURONIDACE • Von Mering a Musculus roku 1870 izolovali kyselinu urochloralovou z lidské moči pacientů, pacientů jimž byl podán chloralhydrát (uspávadlo) • Jaffe, studoval metabolismus o-nitrotoluenu u psůů • jako metabolit nalezl o-nitrobenzyl nitrobenzyl alcohol ve formě konjugátu • Jaffe zjistil, že cukerná složka je karboxylová kyelina odvozená od glukosy
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE - GLUKURONIDACE • Schmiedeberg a Meyer popsali metabolit kafru v psí moči jako konjugát a identifikovali cukernou skupinu jako kyselinu glukuronovou
• aktivovaný donor kyseliny glukuronové uridindifosfoglukuronová kyselina (UDPGA) byl identifikován až roku 1953 - Dutton a Storey
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE - SULFATACE SUBSTRÁTY: B RÁ
alkoholy; lk h l fenoly; f l arylaminy l
DONOR:
PAPS = 3-PhospoAdenosine-5´-PhosphoSulphate
NH2 N
N O
SO3
O
P
ENZYM:
sulfotransferasy; cytosolické zkratka SULT
PRODUKTY:
sulfáty (sírany)
CH2
O
N O
OH
P R
OH
I
ti
d
+ PAPS
j
dělá á í
R
O
SO3 +
PAP (phosphoadenosinephosphate) (p osp oade os ep osp a e)
N
KONJUGACE - SULFATACE • Staedeler St d l pozorovall přítomnost řít t k konjugovaných j ý h f fenolů lů v lidské lid ké a zvířecí íř í moči či • Munk požil různá množství benzenu a měřil množství tzv. "phenol-forming substance“. Zjistil přímou úměru mezi množstvím požitého benzenu a nárůstem množství "phenol phenol-forming forming substance substance" v moči
• jiní pozorovali přítomnost „indigo-forming substances“ v moči, kdy se kyselou hydrolýzou uvolňovalo indigové barvivo • E. Baumann izoloval „indigo- forming substance“ a zjistil, že po hydrolýze získal kromě indiga i kyselinu sírovou, která ve směsi před reakcí nebyla přítomna
Eugen Baumann
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE - SULFATACE • Baumann izoloval a charakterizoval fenol sulfát z moči pacientů, kteří byli léčeni fenolem jako antiseptikem • Baumann dále á prokázal, á že mnoho látek á může ů být ý vylučováno á močíí formou sulfátů, např., including katechol, bromobenzen, indol a anilín
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE – (N)-METHYLACE • schopnost lidského těla methylovat organické sloučeniny objevil Švýcarský lékař Wilhellm His v roce 1887, kdy izoloval N-methyl pyridinium hydroxid z moči psů dávkovaných pyridin acetátem
• His studoval metabolismus s Schmiedebergem ve Štrasburgu a stal se ředitelem první kliniky v Berlíně. • p působil rovněž jjako hubebník, malíř a byl y průkopníkem p p ve studiu převodníkového systému v srdci (Hisův svazek)
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE – (O)-METHYLACE • MacLagan a Wilkinson v roce 1954 poprvé popsali methylaci kyslíku když studovali anti-thyroidní sloučeniny • zatímco methylace fenolů je poměrně vzácná, vzácná běžnou reakcí je methylace KATECHOLŮ • to, jak významnou úlohu hraje O-methylace v naší fyziologii odhalili v roce 1957 Axelrod, Axelrod Armstrong a McMillan, McMillan kteří popsali O O-methylaci methylaci adrenalinu a noradrenalinu
Katechol-O-methyltransferasa y
epinefrin I
ti
d
j
dělá á í
metanefrin
KONJUGACE – (S)-METHYLACE • S-Methylaci popsali roku 1958 Sarcione a Sokal, když pozorovali tvorbu 2-methyl thio-uracilu jako metabolitu thio-uracilu u krysy
• mechanismus methylace byl objasněn až s objevem úlohy S-adenosylmethioninu (Cantoni) jako aktivního donoru methyl skupiny v methylačních reakcích
•S-Adenosyl-Methionine d l M hi i ( ME) (SAME) I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE – ACETYLACE • Jaffe a Cohn pozorovali tvorbu neobvyklého produktu v moči po podání furfuralu psům a králíkům • jednalo se o kyselinu furfurakrylovou vznikou kondenzací aldehydu s metylovou skupinou octové kyseliny • Cohn dále zkusil podat psům m-nitrobenzaldehyde a v jejich moči nalezl m-nitrohippurovou m nitrohippurovou kyselinu. kyselinu • v jeho kariéře jej potkalo štěstí, když stejný experiment zopakoval u králíků a v jejich moči nalezl jako metabolit N-acetylaminobenzoovou kyselinu jjako p prvně p popsaný p ý N-acetylovaný y ý metabolit m • o 50 let později popsal Lipamn úlohu acetyl koenzymu A v acetylačních reakcích – Nobelova cena 1953
I
ti
d
j
dělá á í
KONJUGACE – GLUTATHION SUBSTRÁTY: B RÁ
aromatické ké uhlovodíky hl dík a heterocykly; h kl halogenderiváty; h l d á epoxidy; atd.
DONOR:
GSH = -glutamyl-cysteinyl-glycin; g y y y g y ; tripeptid p p
ENZYMY:
1. GSH-S-transferasy; cytosolické; konjugát zůstává v buňce g y p p v p plasmatické membráně 2. -glutamyltranspeptidasa; 3. acetyltransferasy; cytosolické OH O merkapturové kyseliny SG
PRODUKTY:
GSH
Merkapturová kyselina
OH
S C CH H2 NH H3C
I
ti
d
j
dělá á í
epoxid
AcCoA CoA SH CoA-SH
konjugát
OH
COOH O
gly-glu
S C CH COOH H2 NH2
KONJUGACE – AMINOKYSELINY SUBSTRÁTY: B RÁ
k b karboxylové l é k kyseliny l
DONOR:
glycin nebo glutamin
ENZYMY:
1. glycin-N-acyltransferasa; mitochondria 2. glutamin-N-acyltranferasa; mitochondria
PRODUKTY:
N-acylglycin; N-acylglutamin
O COOH ATP + CoA-SH
Benzoová kyselina
O
O
N H
SCoA
H2N glycin
O
C H2
C H2
COOH
COOH
Hippurová kyselina
• první metabolit objevený v lidské moči • monitoring zneužívání toluenu I
ti
d
j
dělá á í
Fáze III. - „transportní“ • • • •
důležité enzymy řídící import/export xenobiotik z buněk regulace příjmu/effluxu membránové b á é proteiny nové přístupy k designu a vývoji léčiv
• PGP = P-glykoprotein – pumpuje látky ven z buňky • OATP = organic anions transporting protein – reguluje příjem aniontů • OCTP = organic canions transporting protein – reguluje příjem kationtů
Filosofická otázka: Jsou tyto enzymy opravdu enzymy fáze III, III jestliže určují, určují zda se xenobiotikum dostane do kontaktu s enzymy fáze I a fáze II?
I
ti
d
j
dělá á í
Fáze III. - „transportní“
K hl and Kohle d Bock B k 2007; 2007 Biochem Bi h Ph Pharmacol l 73(12):1853-1862 73(12) 1853 1862
I
ti
d
j
dělá á í
METABOLISMUS AMFETAMINU H C
C H2
NH2
CH3
CH
H C
OH
CH3
HO
NH2
CH
H C
OH
CH3
NH2
OH NH2
C H2
CH3
C H2
C H2
O CH3
H C
C H2
HO
NH CH3
C H2
H C
I
ti
d
j
dělá á í
C H2
glucuronide
OH
CH3
O CH3
CONHCH2COOH
H N
CH3 OH
C H COOH
conjugates
CH3 H C
C H2
NH2
SO3H
N CH3 OH
METABOLISMUS ETHANOLU CYP2E1 MEOS CYP2E1; MEOS; E Endopl. d l R Ret. NADPH
H3C
C OH H2
NADP+
alkoholdehydrogenasa (cytosol) NAD+
• 90% degradováno v JÁTRECH
H3C C O H
NADH + H+
ethanol
aldehyddehydrogenasa (cytosol; mitochondrie) NAD+
NADH + H+
acetaldehyd
H3C
O O
acetát
katalasa; peroxysomy
H2O
H2O2
TCA cycle
AcetylSCoA
Toxické účinky y ethanolu: • narušení jaterního buněčného metabolismu (NAD+ ----- NADH) • vysoká reaktivita acetaldehydu – adukty s makromolekulami y (chronický ý příjem) p j – tvorba radikálů, aktivace • indukce mikrosomálního systému karcinogenů I
ti
d
j
dělá á í
PERTURBACE METABOLISMU EtOH H3C
C OH H2
ethanol
ADH; ALDH nedostupné pro -oxidaci
2 x NAD+
glycerol 3-fosfát
H3C
O O
2 x NADH + 2 x H+
acetát
dihydroxyaceton fosfát
Mastné kys.
TAG syntesa
Nedostupné pro glukoneogenesi LAKTÁT
Ukládání v játrech STEATOSA
LACTACIDOSA
HYPERURIKEMIE
I
ti
d
j
dělá á í
PYRUVÁT
Oxalacetát
HYPOGLYKEMIE
acetylSCoA y
KETOACIDOSA
TOXICKÉ ÚČINKY ACETALDEHYDU ACETALDEHYD
+ HS-protein
ACETALDEHYD-S-protein
TVORBA ADUKTŮ • s mikrotubuly – pokles sekrece plasmatických proteinů = akumulace proteinů v játrech = zvětšení jater = HEPATOMEGALIE • s některými proteiny – adukty = antigenní vlastnosti = imunitní odpověď = cytokiny ALKOHOLICKÁ HEPATITIDA • s ornitindekarboxylasou – pokles enzymové aktivity = snížení buněčné proliferace = RETARDOVANÁ REGENERACE POŠKOZENÝCH JATER • s GSH – pokles hladin GSH = zvýšená peroxidace lipidů v mebráně hepatocytu = BUNĚČNÁ SMRT Transkripční úroveň – zvýšená syntesa kolagenu = FIBROSA - CIRRHOSA
I
ti
d
j
dělá á í
POLYAROMATICKÉ UHLOVODÍKY benzpyren
arenepoxid
Glutathion-konjugát
GSH
NADPH + H+ NAPD+
P450s O
GS
H2O
OH
exkrece e
merkapturová kyselina
NADPH + H+ HO OH
OH
fenol
UDPGA PAPS
arendiol
KONJUGÁTY
- glukuronidy l k id - sulfáty exkrece
I
ti
d
j
dělá á í
NAPD+ UDPGA PAPS
GSH
P450s
HO
• reaktivní intermediáty – kovalentní vazba do DNA (guanin) a proteinů ((-SH) SH) • silné karcinogeny
OH
O
arendiolepoxid
CYTOCHROM P-450 HEMOPROTEIN - 1 protoporfyrin III. – Fe3+ koordinovaný s HS-Cys apoenzymu - integrální membránový protein (ER; vnější mitochondrie) STANOVENÍ
– spektrofotometrie komplexu s CO: Cyt P450 P450-Fe Fe2+-CO CO má typickou absorbci při 450 nm A 450 nm
AKTIVNÍ MÍSTO - 1. vazebné místo pro substrát - 2. hem – vazba a aktivace O2
l
LOKALIZACE
- JÁTRA (+ extrahepatální tkáně – placenta; plíce; střevo etc.) - není v séru, séru svalech svalech, neuronech neuronech, erythrocytech etc etc.
ROZDÍLY
- substrátová a reakční specifita p - tkáňová a buněčná lokalizace - způsob regulace
I
ti
d
j
dělá á í
CYTOCHROM P-450 POČET
- cca 150 enzymů (4 rodiny); 17 členů u člověka - klasifikace podle podobnosti v primární struktuře - přítomen u člověka, zvířat, rostlin, hub, bakterií
CYP1A1 cytochrom rodina P450 podrodina
individuální enzym
Nejvýznamnější CYPy v metabolismu léčiv u člověka CYP1A1 CYP1A2 CYP1B1
I
ti
d
j
dělá á í
CYP2A6 CYP2B6 CYP2C8 CYP2C9 CYP2C18 CYP2C19 CYP2D6 CYP2E1
CYP3A4 CYP3A5 CYP3A7
R-H + O-O + NADPH + H+
I
ti
d
j
dělá á í
R-OH + H2O + NADP+
CYP
Obsah (pmol/mg)
CYP1A1
<0.5
CYP1A2
0.5-33.5
acetanilid fenacetin
kofein
CYP2A6
45
kumarín
kumarín
CYP2B6
7
cyklofosfamid
CYP2C9
40-277
warfarin
warfarin
CYP2C19 -
(S)-mefenytoin
(S)-mefenytoin
CYP2D6 CYP2E1
10 <5-50
debrisoquin chlorzoxazon
dextromethorfan chlorzoxazon
CYP3A4
81 360 81-360
cyklosporin kl i A nifedipin
erythromycin th i kortisol
I
ti
d
j
dělá á í
Fenotypické substráty In vivo i o In vitro itro -
ethoxyresorufin
-
Induktory
Inhibitory
TCDD, BNF, 3MC omeprazol, lansoprazol TCDD, BNF, 3MC omeprazol lansoprazol fenobarbital, dexamethason rifampicin fenobarbital rifampicin fenobarbital rifampicin fenobarbital rifampicin f alkoholy organická rozp. rifampicin if i i fenobarbital omeprazol lansoprazol d dexamethason th jiné.
-NF furafylline propranolol fluvoxamin dithiokarbamát pilocarpin orfenadrin sulfafenazol omeprazol quinidin diethyldithiokarbamát t l troleandomycin d i ketokonazol gestoden
Mechanismy regulace biotransformačních enzymů …příště…….))
I
ti
d
j
dělá á í
