Cytochrom P450

Cytochrom P450 ( cytochrome P450-dependent monooxygenase , anglicky  cytochrome P450 , CYP ) je obecný název pro enzymy rodiny P450. Patří do třídy hemoproteinů , patří k cytochromům typu b [1] . Cytochrom P450, vázaný na oxid uhelnatý , má maximum absorpce světla při 450 nm, což mu dalo jméno [1] [2] .

Cytochromy P450 se nacházejí ve všech říších živých bytostí bez výjimky – u zvířat , rostlin , hub , bakterií , archeí [3] . Tyto proteiny chybí pouze u obligátních anaerobních organismů [3] . Bylo popsáno asi 11 500 proteinů systému CYP. P450 bakterií a archeí je rozpuštěn v cytoplazmě , v evolučním smyslu jde o nejstarší formu cytochromu P450. V eukaryotických organismech jsou P450 membránové proteiny [3] .

Systém cytochromu P450 se podílí na oxidaci mnoha sloučenin, jak endogenních, tak exogenních. Enzymy této skupiny hrají důležitou roli v metabolismu steroidů , žlučových kyselin , nenasycených mastných kyselin , fenolických metabolitů a také při neutralizaci xenobiotik ( léky , jedy , narkotika ) [1] [2] [4] .

Reakce zahrnující systém cytochromu P450

Monoxygenázy závislé na cytochromu P450 katalyzují rozklad různých látek prostřednictvím hydroxylace za účasti elektronového donoru NADPH a molekulárního kyslíku . Při této reakci je jeden atom kyslíku připojen k substrátu a druhý je redukován na vodu [1] [2] .

Enzymy z rodiny cytochromu P450, na rozdíl od jiných hemoproteinů , mají zpravidla jeden typ aktivity a přesně definovanou funkci, jsou značně různorodé ve funkcích, typech enzymatické aktivity a často mají nízkou substrátovou specifitu. P450 mohou vykazovat jak monooxygenázovou, tak oxygenázovou aktivitu, proto jsou někdy označovány jako oxidázy se smíšenou funkcí [1] [4] .

Oxygenázové reakce katalyzované cytochromem P450 jsou velmi rozmanité. Jednou z nejčastějších oxidačních reakcí xenobiotik je oxidativní dealkylace doprovázená oxidací alkylové skupiny navázané na atomy N, O nebo S. Tento proces probíhá v endoplazmatickém retikulu (ER) hepatocytů . Jejich substrátová specifita je nízká. Nejúčinněji katalyzují oxidaci nepolárních sloučenin s alifatickými nebo aromatickými kruhy . P450 z jater se mimo jiné podílí na oxidaci alkoholů na odpovídající aldehydy . Hydroxylace hydrofobních sloučenin zlepšuje jejich rozpustnost ve vodě a podporuje vylučování ledvinami . U různých lidí se soubor cytochromů P450 v EPR liší v důsledku genetických vlastností. V tomto ohledu má pro farmakologii velký význam studium enzymatického systému P450 [2] [3] . Všechny ostatní enzymy z rodiny P450 jsou umístěny na vnitřní mitochondriální membráně a jejich katalytická centra směřují k matrici [5] .

Dalším běžným typem reakce je hydroxylace cyklických sloučenin ( aromatických , nasycených a heterocyklických uhlovodíků ). Enzymy rodiny P450 mohou také katalyzovat hydroxylační reakce alifatických sloučenin, N-oxidaci, oxidační deaminaci , redukční reakce nitrosloučenin [2] [4] .

Cytochromy P450 katalyzují omega-oxidaci nasycených mastných kyselin, peroxidaci nenasycených mastných kyselin, hydroxylaci steroidních hormonů , žlučových kyselin a cholesterolu , biosyntézu prostaglandinů a vitaminu D [2] [4] . Steroidogenní buňky obsahují mitochondrie specializované na syntézu steroidů. Takové mitochondrie jsou obvykle větší než mitochondrie buněk jiných tkání a mají vyvinutější a svinutý povrch vnitřní membrány [5] .

Geny lidského cytochromu P450

U lidí bylo identifikováno 57 genů a více než 59 pseudogenů systému cytochromu P450. Jsou rozděleny do 18 rodin a 43 podrodin. Níže uvedená tabulka podrobněji popisuje nomenklaturu genu lidského cytochromu P450 [6] .

Poznámky

1. ↑ 1 2 3 4 5 Britton, 1986 , str. 180-181.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kolman, Rem, 2000 , str. 310-311.
3. ↑ 1 2 3 4 Danielson PB Nadrodina cytochromu P450: biochemie, evoluce a metabolismus léčiv u lidí.  (anglicky)  // Současný metabolismus léků. - 2002. - Sv. 3, č. 6 . - S. 561-597. — PMID 12369887 .
4. ↑ 1 2 3 4 Ortiz de Montellano, Paul R. Cytochrom P450: struktura, mechanismus a biochemie. — 3. vydání. - New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. - ISBN 0-306-48324-6 .
5. ↑ 1 2 Nelson, Cox, 2014 , str. 348-349.
6. ↑ Nelson, D.R. Domovská stránka Cytochrome P450 (nedostupný odkaz) . Získáno 14. října 2010. Archivováno z originálu 27. června 2010. (neurčitý) 

Literatura

• Nelson, D. Základy Lehningerovy biochemie: ve 3 svazcích  / 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. Cytochrom P450 // Biochemistry of Natural Pigments  = Britton, G. The Biochemistry of Natural Pigments : [ eng. ] . - Cambridge University Press, 1983.  / Per. z angličtiny. cand. biol. vědy V. D. Tsydendembaev; vyd. prof. M. N. Záprometová. — M  .: Mir, 1986. — S. 180–181. — 422 s. : nemocný. - 3050 výtisků.  - BBK  28,072 . - MDT  577.117.3 .
• Kolman, Jan. Vizuální biochemie  = Taschenatlas der Biochemie: [přel. s  ním. ] / Jan Kolman, Klaus-Heinrich Rem. - M.  : Mir, 2000. - 470 s. - 7000 výtisků.
• Ponomarenko, T. M. Systém cytochromu P450 v plicích: role v patogenezi nemocí a farmakokinetice léků  / T. M. Ponomarenko, D. A. Sychev, A. O. Chikalo ... [ a další ] // Farmakokinetika a farmakodynamika. - 2012. - č. 1. - S. 25-28.
• Katalytický konvertor: využití P450: nové aplikace znalostí  cytochromu P450 ] // Scrip . - 2003. - Duben. — S. 9–11. // Antibiotika a antimikrobiální terapie. - 2003. - 6. května.

Odkazy

• Archakov, A. I. Cytochromy P450  / A. I. Archakov, I. I. Karuzina // Knowledge base of human biology.
• Cytochrom P450 . Radost ze zdraví je silou krásy . (Ruština)