Sitokrom p450 xususiyatlari va biologik roli. P450 sitoxromlari

Polunina T.E.

Oksana Mixaylovna Drapkina

- Dasturimizni davom ettiramiz. Ginekologiya bo'yicha ma'ruzalarimiz va suhbatlarimiz tugayapti, biz reglamentga to'liq kirdik, shuning uchun biz ularni tark etmaslikka harakat qilamiz. Professor Tatyana Evgenievna Polunina gastroenterologiya bo'limini ochadi. Ma'ruzalar "P450 sitoxrom oilasining alkogolsiz yog'li jigar kasalligining patogenezi va davolashdagi o'rni".

Tatyana Evgenievna Polunina, professor, tibbiyot fanlari doktori:

– P450 sitoxromlari (CYP 450) inson organizmidagi universal fermentlarning katta oilasining nomi. P450 sitoxromlari endogen birikmalar (steroidlar, safro kislotalari, yog 'kislotalari, prostaglandinlar, leykotrienlar, biogen aminlar), shuningdek ekzogen birikmalar (dorilar, sanoat ifloslantiruvchi moddalar, pestitsidlar, kanserogenlar va boshqalar) kabi ko'plab birikmalarning oksidlanishida muhim rol o'ynaydi. mutagenlar), ikkinchisiga ksenobiotiklar deyiladi.

Ushbu slaydda siz P450 sitoxromlari qayerda joylashganligini ko'rishingiz mumkin. Ular gepatotsitda, sitozolda joylashgan. Endoplazmatik retikulum joylashish uchun asosdir. Va, xususan, fosfolipidlarning ikki qavatini o'z ichiga olgan lipid membranasida bir nechta bog'langan tuzilmalar mavjud. Bu temir oqsili, nikotinamid adenin dinukleotid va oksidoreduktazani o'z ichiga olgan sitoxrom bo'lib, u dorilar va yuqorida keltirilgan ksenobiotiklar almashinuvi majmuasiga kiradi.

Klinisyenlar murojaat qiladigan ushbu guruhning eng keng tarqalgan vakillari P452 AC, P450 2D, P450 2E1, P450 3A4 sitoxromlaridir. Bu fermentlar keng ko'lamli metabolik reaktsiyalarni katalizlaydi va bitta sitoxrom turli xil kimyoviy tuzilishga ega bo'lgan bir nechta dorilarni metabollashi mumkin. Xuddi shu preparat P450 sitoxromida va turli organlarda turli xil ta'sirga ega. Va, xususan, biz e'tibor beradigan eng muhim sitoxrom P450 2E sitoxromidir - P450 sitoxromining eng muhim izoenzimi, u past zichlikdagi lipoproteinlarni parchalaydi.

Hozirgi vaqtda nafaqat ma'lum sitoxrom P450 izoenzimlarining substrat o'ziga xosligiga asoslangan fenotiplash usullari ishlab chiqilgan, balki ma'lum bir fermentning faolligi va metabolizmi marker substratning farmakokinetikasi va o'zgarmagan moddaning kontsentratsiyasining o'zgarishi bilan belgilanadi. va uning metaboliti. Ammo mos keladigan izofermentlar uchun genlarni aniqlash orqali sitoxrom P450 izoenzimlarini aniqlash polimeraza zanjiri reaktsiyasi yordamida amalga oshiriladi. Bu sitoxrom P450 izoenzimini genotiplash deb ataladi.

Ushbu slaydda biz gepatotsitda endoplazmatik retikulum, P450 sitoxromlari, ulardan 50 dan ortiq va ma'lum bir sitoxromda parchalanadigan dorilar joylashgan joy, ba'zi hollarda u sitoxrom bilan birlashib, hosil bo'lishini ko'ramiz. gepatotsitga zarar etkazadigan, bir vaqtning o'zida stress va sitokinlarni keltirib chiqaradigan vesikul; o'simta nekrotik omilining faollashishiga olib keladi va ayniqsa, katalitik jarayonlar bilan o'zini namoyon qiladigan kaspazalarni ishga tushirish uchun tetik omil hisoblanadi.

Keyinchalik nozologik ob'ekt sifatida aniqlangan alkogolsiz yog'li jigar kasalligi 1980 yildan boshlab, alkogolsiz bemorlarning jigarida kuzatilganlarga o'xshash o'zgarishlar aniqlangandan so'ng, alkogolsiz yog'li jigar kasalligi (NAFLD) deb atala boshlandi. alkogol tufayli kelib chiqqan zarar.

Alkogolsiz yog'li jigar kasalligining tabiiy tarixi dastlabki bosqich sifatida steatozni o'z ichiga oladi, u rivojlanmasdan, asemptomatik bo'lishi mumkin, va dahshatli vegetativ ko'rinishlar, sitoliz sindromi va dispeptik ko'rinishlar bilan birga keladigan steatohepatit. Fibroz rivojlanishi bilan juda jiddiy muammo paydo bo'ladi - jigar sirrozi va keyinchalik portal gipertenziya va karsinoma rivojlanadi.

Sizning e'tiboringizni 1894 yilda Kirnan nurli strukturadan iborat bo'lgan ma'lum bir jigar arxitekturasini taklif qilganiga qaratmoqchiman. Ko'pburchak gepatotsitlardan iborat bo'lgan nurlarning periferiyasida uchlik: o't yo'li, darvoza venasi va arteriya mavjud. Ushbu slayd normal sog'lom jigarni va gepatotsitlarning yog'li infiltratsiyasini ifodalaydi. Alkogolsiz yog'li jigar kasalligi rivojlanishining birinchi bosqichlaridan biri bo'lgan jigar steatozi ushbu diagrammada morfologik shaklda keltirilgan.

Yallig'lanish jarayonining rivojlanishining keyingi varianti, bu jigar bo'ylab tolali to'qimalarning tarqalishiga olib keladi, biz steatohepatitni va keyinchalik portal gipertenziya rivojlanishi bilan jigar sirrozini ko'ramiz. Ko'pincha, bu jigarning mikronodulyar sirrozi bo'lib, u allaqachon alkogolsiz yog'li jigar kasalligining rivojlanish bosqichlarida aniq belgilangan bo'lib, u portal gipertenziya, qizilo'ngach, oshqozon varikoz tomirlari bilan birga keladi. jigar sirrozi va o'lim.

Alkogolsiz steatohepatit bilan eng ko'p uchraydigan o'zgarishlar ko'pincha birga keladigan kasalliklar bilan bog'liq bo'lganlardir: diabetes mellitus, semizlik. Bemorlarda alkogolsiz steatogepatit 75% gacha rivojlanadi va agar diabetes mellitus va semizlik birlashtirilgan bo'lsa, bemorlarning 90% alkogolsiz yog'li jigar kasalligiga ega.

Jigar, shubhasiz, metabolik sindromdan ta'sirlangan asosiy maqsadli organdir. Insulin qarshiligi intrahepatotsitlarda lipid to'planishi, yog'li jigar, alkogolsiz steatohepatit va jigar sirrozi uchun asos bo'lgan asosiy xususiyatdir.

Men metabolik sindrom nafaqat buzilgan glyukoza bardoshlik, balki dislipidemiya, qorin bo'shlig'i-visseral semizlik, insulin qarshiligi va giperinsulinemiya, arterial gipertenziya, erta ateroskleroz, gemostazning buzilishi, giperurikemiya, giperandrogenizmni ham o'z ichiga olganligiga e'tibor qaratmoqchiman. Aytmoqchimanki, alkogolsiz yog'li jigar kasalligi, steatoz metabolik sindromning bir qismi bo'lib, hozirda "o'limli to'rtlik" deb atalgan kvintetdir.

Ushbu slaydda keltirilgan xavf omillari ba'zan mamlakatdan mamlakatga farq qiladi, AQSh pozitsiyalari va Yevropa pozitsiyalari biroz farq qiladi. Ammo, shunga qaramay, bel atrofi, triglitseridlar, lipoproteinlar darajasi, qon bosimi, xususan 130/85, glyukoza darajasi metabolik sindromli bemorda kuzatilishi kerak bo'lgan ko'rsatkichlardir.

Lipid almashinuvi bilan bog'liq kasalliklar: alkogolsiz yog'li jigar kasalligi, 2-toifa diabet, koronar jigar kasalligi, gipertenziya.

Patogenez sxemasida yog 'to'qimalarining insulin qarshiligi alohida ahamiyatga ega. Lipogenezning ko'payishi, ya'ni yog 'kislotalari darajasining oshishi, triglitseridlar sintezining ko'payishi va lipotoksiklik insulin qarshiligining rivojlanishiga olib keladi va bu metabolik disfunktsiyaga, endoplazmatik to'rning stressiga olib keladi. yog 'kislotalari va ayniqsa lipoproteinlar almashinuvi ham sodir bo'ladi va yallig'lanish faollashadi. Bular Kupfer hujayralari va yulduzsimon hujayralar bo'lib, ular nafaqat juda past zichlikdagi lipidlar darajasining oshishiga olib keladi, balki bu, shubhasiz, fibrozli steatogepatitning rivojlanishiga olib keladi va biz sirozga qarab harakatlanadigan jarayonning faolligini olamiz. jigardan.

Gepatotsitlar darajasida yog 'kislotalari triglitseridlarga esterifikatsiyadan o'tadi va past zichlikdagi lipoproteinlar sifatida eksport qilinadi, bu oddiy gepatotsitdagi holat mitoxondriya, peroksizoma va mikrosomalarda oksidlanish bilan bog'liq.

Shubhasiz, bu erda keltirilgan insulin qarshiligi mexanizmida asosiy rol o'sma nekrotik omil, erkin radikallar, leptin, yog' kislotalari va yog' kislotalarining so'rilishiga olib keladigan lipolizning kuchayishi, b- mitoxondriyadagi yog 'kislotalarining oksidlanishi, shuningdek, yog' kislotalarining gepatotsitlarda to'planishi.

P450 4A11 va P450 2E1 sitoxromlarining induksiyasi lipid peroksidatsiyasiga olib keladi, bu shubhasiz triglitseridlarning to'planishi bilan bog'liq omillarning faollashishiga olib keladi. Giperinsulinemiya insulin qarshiligiga olib keladigan asosiy omil hisoblanadi. Bundan tashqari, gepatotsitlarda glikoliz, yog 'kislotalari sintezi va triglitseridlar to'planishining oshishiga olib keladi.

Keyingi slaydda mikrosomal oksidlanish va mitoxondriyal b-oksidlanish o'rtasidagi o'zaro ta'sir mexanizmi ko'rsatilgan. E'tibor bering, mitoxondriyal Ō-oksidlanish va mitoxondriyal b-oksidlanish peroksisomal b-oksidlanish retseptorlari deb ataladigan, xususan, peroksisoma proliferatori tomonidan faollashtirilgan retseptorlarni ishga tushirishga olib keladi. Bu dikarboksilik yog 'kislotalarining ortiqcha yuklanishiga olib keladigan mexanizmni to'playdigan va ishga tushiradigan ma'lum bir protein va shunga mos ravishda asetil-koenzim A to'planishining ifodalanishiga olib keladi.

Keyingi slaydda siz steatohepatit va fibroz mitoxondriyal reaktiv kislorod turlari fonida shakllanganligini ko'rasiz. Fibrozni qo'zg'atishning kaliti shubhasiz malondialdegidning to'planishi bo'lib, bu yallig'lanish infiltrati, fibroz va stellat hujayralarining faollashishiga olib keladi. Yulduzsimon hujayralar o'simta nekrotik omili va o'sish omillarini o'zgartirish kabi sitokinlarning induktsiyasini qo'zg'atadi. Antioksidant tizimning kamayishi mitoxondriyal reaktiv kislorod turi bo'lgan Fas-legandning paydo bo'lishiga olib keladi, gepatotsitning nekrozi yuzaga keladi va keyinchalik siroz rivojlanishi uchun asos bo'lgan tolali to'qimalar rivojlanadi.

Ushbu slayd diagrammani ko'rsatadi, siz gepatotsitda to'plangan ortiqcha lipidlarni ko'rasiz. Mitoxondriyal disfunktsiya va P450 sitoxromining disfunktsiyasi lipid peroksidatsiyasining faollashishiga, Kupffer hujayralarining, yallig'lanish sitokinlarining boshlanishiga, stellat hujayralarining faollashishiga va apoptozga olib keladi, bu keyinchalik gepatotsitlar nekrozining rivojlanishiga olib keladi.

Metabolik sindrom juda muhim, chunki alkogolsiz yog'li jigar kasalligi metabolik sindromning bir qismidir. Va nafaqat past zichlikdagi va juda past zichlikli lipoproteinlar, triglitseridlar darajasining ortishi kuzatiladigan gepatotsitda (bu juda muhim), balki endotelial hujayrada ham. Endotelial disfunktsiya paydo bo'ladi va lipid peroksidatsiyasi, aterosklerozga ta'sir qiluvchi moddalarning to'planishi, to'satdan o'lim va yurak xurujlari bilan bog'liq bo'lgan moment ham tetiklanadi.

Shubhasiz, erkin yog 'kislotalari darajasining oshishi adipotsitlar bilan bog'liq. Ayniqsa, esterlangan xolesterinning kamayishi ham yadro retseptorlarining turli stresslariga olib keladi. Va faollashtirilgan peroksizoma proliferator retseptorlari ayniqsa semizlik, diabet va alkogolsiz yog'li jigar kasalliklari bilan shug'ullanadigan olimlarning e'tiboriga qaratilgan.

Monotsit (makrofag) ba'zi hollarda yallig'lanishga javob beruvchilar (o'simta-nekrotik omil, interleykinlar-6, membranaga o'xshash retseptorlar, erkin yog' kislotalari) darajasini oshirish orqali, shuningdek, yog'larning patologik ta'siri bilan bog'liq bo'lgan hodisalarni keltirib chiqaradi. kislotalar.

Insulin qarshiligini baholash mezonlari 1985 yildan beri hammaga ma'lum. U HOMA indeksi - Gomeostaz modelini baholash va zamonaviyroq QUICKI indeksi - Miqdor insulin sezgirligi bilan aniqlanadi. Bu erda insulin kontsentratsiyasi, sarum glyukoza va normalari keltirilgan.

Shuni ta'kidlashni istardikki, alkogolsiz yog'li jigar kasalligi bo'lgan barcha bemorlarga jigar biopsiyasi kerak emas. Hozirgi vaqtda bizda jigarning yog 'infiltratsiyasi darajasini aniqlashga imkon beradigan nuqtalar mavjud. Va ayniqsa, bu fibrotest.

Alkogolsiz yog'li jigar kasalligini tashxislash algoritmida biz nafaqat o'ziga xos belgilarga, balki alanin va aspartik transaminaza, gamma-glutamil transpeptidaza, gidroksidi fosfataza fermentlarining faolligiga ham e'tibor beramiz va spirtli ichimliklarni iste'mol qilishga e'tibor beramiz, oldingi hamkasblar tomonidan muhokama qilingan. Va men, albatta, xavf omillariga e'tibor qaratmoqchiman: metabolik sindrom, insulin qarshiligi, diabet. Ushbu holatni tuzatish uchun terapiya buyuriladi va kerak bo'lganda jigar biopsiyasi. Shubhasiz, biopsiya uchun mutlaq ko'rsatmalar talab qilinadi. Va agar tana massasi indeksi 35 va 40 dan oshsa, jarrohlik davolash bilan bog'liq chora-tadbirlar allaqachon amalga oshirilmoqda.

Men sizning e'tiboringizni bir qator dori vositalariga (steroid bo'lmagan - yallig'lanishga qarshi glyukokortikoz va steroid preparatlari, tetratsiklin antibiotiklari), bir qator oziqlantiruvchi omillarga (ro'za tutish, tez vazn yo'qotish, jarrohlik aralashuvlar, metabolik genetik omillar) qaratmoqchiman. xususan, irsiy gemokromatoz, turli zaharlar) va boshqa birga keladigan kasalliklar. Bu differentsial tashxis uchun juda muhimdir.

Steatoz bosqichida semizlikni, insulin qarshiligini va dislipidemiyani davolash muhim ahamiyatga ega. Steatogepatit bosqichida eng muhim nuqta oksidlovchi stressni, yallig'lanishni va fibrozni yo'q qilishdir.

P450 2E sitoxromining haddan tashqari induktsiyasi erkin radikallarning chiqishi tufayli gepatotsitlarga zararli ta'sir ko'rsatadi. Muhim fosfolipidlar nafaqat antioksidantlar, balki M. Aleynik ishlarida ko'rsatilganidek, 2E1 sitoxromining faolligini kamaytirish uchun juda muhim omil bo'lib xizmat qiladi. Ba'zi tadqiqotlar natijalari shuni ko'rsatadiki, muhim fosfolipidlarning kiritilishi P450 2E sitoxromining induksiyasini kamaytirishi mumkin (2004 yilda Marina Viktorovna Mayevskaya bilan rus manbalarida taqdim etilgan Vladimir Trofimovich Ivashkinning ishi).

Yulduzsimon hujayralar alkogolsiz yog'li jigar kasalligining yakuniy bosqichini shakllantirishda ishtirok etadi. Va laboratoriya tajribalarida, CYP2E1 inhibitörleri yordamida stellat hujayra faollashuvining to'liq oldini olish siroz rivojlanishining oldini olishi ko'rsatildi.

Sizning e'tiboringizni nafaqat rus muallifi M. Aleynik, balki yapon muallifi Akiyama ham 2009 yilda "Gepatologiya" jurnalida jigarning alkogolli shikastlanishi modeliga asoslanib, P450 sitoxromiga ham e'tibor qaratmoqchiman. 2E, atsetil-KoA oksidaza va nikotinamid adenin dinukleotid oksidazlar, bu muhim fosfolipidlar ushbu patologiyada yallig'lanishga qarshi, apoptotik va fibrotik faollikni namoyon qiladi.

Bu P450 sitoxrom ingibitorlarini, xususan, P450 2E va shunga mos ravishda P450 4A11 sitoxromlarini inhibe qilishning eng muhim nuqtasi bo'lgan "Essentiale" preparatini qo'llash haqidagi taxminning nazariy versiyasidir. Bu lipid oksidlanishini, glikolizni oldini oladi va yog 'kislotalari sintezini kamaytiradi.

Alkogolsiz yog'li jigar kasalligini davolashda quyidagi preparatlar qo'llaniladi: insulin sensibilizatorlari, antioksidantlar, gepatoprotektorlar, mikroblarga qarshi vositalar.

Ammo men membrana fosfolipidlariga e'tibor qaratmoqchiman. Ular hujayra membranalarining asosiy lipid komponentlaridir. Fosfolipid membranalarining shikastlanishi sitoliz sindromiga, ortiqcha reaktiv kislorod turlari esa mikrosomal g-oksidlanish va peroksimal b-oksidlanishga asoslangan fosfolipid membranalarning shikastlanishiga olib keladi. Shunga ko'ra, fosfolipid membranalarining shikastlanishi hujayra o'limiga olib keladi, bu esa fibrozning boshlanishiga va stellat hujayralarining faollashishiga olib keladi.

Jigar tuzilishining shikastlanishi membranalarning shikastlanishidir. Muhim fosfolipidlar versiyasida lipidlar o'rniga hujayra membranalarini tiklaydigan materialdir. Jigar tuzilishini tiklash jigar faoliyatini tiklash imkonini beradi.

Bemorlarimiz nafaqat alkogolli yog‘li jigar kasalligi, alkogolli gepatit, balki boshqa jigar kasalliklaridan ham aziyat chekmoqda, bu shubhasiz haqiqat. Sizning e'tiboringizni E. Kunz (2008 yil monografiyasi) ma'lumotlariga ko'ra, muhim fosfolipidlar antifibrotik ta'sirga ega, safro va gepatotsitlar membranasini barqarorlashtiruvchi ta'sirga ega ekanligiga e'tiboringizni qaratmoqchiman.

Bu farmakologik va klinik ma'lumotlarga asoslangan 2008 yilda chiqarilgan nashr. Esansiyel fosfolipidlar bilan davolash spirtli ichimliklarni iste'mol qilish, semirib ketish va hatto sababni aniqlab bo'lmaydigan bo'lsa ham, turli xil etiologiyalarning namoyon bo'lishini sezilarli darajada kamaytirish va jigar yog'li kasalliklarini yo'q qilish uchun afzal qilingan tanlovdir.

Shuni ta'kidlashni istardimki, Essential bo'yicha bir nechta tadqiqotlar mavjud. Ushbu tadqiqotlar hammaga yaxshi ma'lum. Ammo shuni aytmoqchimanki, hatto diabetes mellitus bilan ham Essentiale alkogolsiz jigar kasalligi bo'lgan bemorlarda glyukoza, glyukozalangan gemoglobin va sarum xolesterin darajasini normallashtirishga imkon beradi.

Xulosa qilib shuni aytmoqchimanki, spirtli ichimliklarni suiiste'mol qilmaganda yog 'to'planishi bilan tavsiflangan jigar shikastlanishi alkogolsiz yog'li jigar kasalligi deb ataladi. Xavf omillari semirish va 2-toifa diabetdir. Alkogolsiz yog'li jigar kasalligi patogenezida P450 2E1 sitoxromlarining haddan tashqari faolligiga alohida ahamiyat beriladi. Kasallik kursining klinik variantlari: o'ng hipokondriyumda og'riq, astenovegetativ va dispeptik kasalliklar, gepatomegaliya. Va bizning diagnostika algoritmimiz spirtli va yatrogenik, shuningdek, virusli jigar shikastlanishini izchil istisno qilishga asoslangan.

Mikrosomal oksidlanish - bu o'z ichiga olgan reaktsiyalar ketma-ketligi oksigenazlar Va NADPH, kislorod atomining polar bo'lmagan molekula tarkibiga kirishiga va undagi hidrofillikning paydo bo'lishiga olib keladi va uning reaktivligini oshiradi.

Reaksiyalar mikrosomal oksidlanish endoplazmatik retikulum membranalarida joylashgan bir nechta fermentlar tomonidan amalga oshiriladi (agarda in vitro ular mikrosomal membranalar deb ataladi). Fermentlar sitoxrom P 450 bilan tugaydigan qisqa zanjirlarni tashkil qiladi.

Mikrosomal oksidlanish reaktsiyalariga kiradi 1-bosqich reaktsiyalariga va hidrofobik molekulaga qutb xossalarini berish va/yoki uning gidrofilligini oshirish, molekulalarning 2-bosqich reaktsiyalarida ishtirok etish uchun reaktivligini oshirish uchun mo'ljallangan. Oksidlanish reaksiyalarida gidrofil, gidroksil, karboksil, tiol va aminokislotalarning hosil bo'lishi yoki ajralib chiqishi sodir bo'ladi.

Mikrosomal oksidlanish fermentlari silliq endoplazmatik retikulumda joylashgan va mavjud aralash funktsiyali oksidazlar(monoksigenazlar).

Sitokrom P450

Mikrosomal oksidlanishning asosiy oqsili gemoproteindir - sitoxrom P 450. Tabiatda bu oqsilning 150 tagacha izoformlari mavjud bo'lib, ular 3000 ga yaqin turli substratlarni oksidlaydi. Turli xil sitoxrom P450 izoformalarining nisbati genetik xususiyatlarga qarab o'zgaradi. Ba'zi izoformlar ksenobiotiklarning biotransformatsiyasida ishtirok etadi, boshqalari esa endogen birikmalarni (steroid gormonlar, prostaglandinlar, yog 'kislotalari va boshqalar) metabollaydi, deb ishoniladi.

Sitokrom P450 molekulyar kislorod bilan o'zaro ta'sir qiladi va substrat molekulasida bir kislorod atomini o'z ichiga oladi, bu uning gidrofilligining paydo bo'lishiga (ko'payishiga) yordam beradi, ikkinchisi esa - suv molekulasida. Uning asosiy reaktsiyalari:

• alkil guruhining (N, O yoki S atomlarida) aldegidga oksidlanishi va uni yo'q qilish bilan birga oksidlovchi dekillanish;
• qutbsiz birikmalarning alifatik yoki aromatik halqalar bilan oksidlanishi (gidroksillanishi),
• spirtlarning tegishli aldegidlarga oksidlanishi.

P 450 sitoxromining ishi ikkita ferment tomonidan ta'minlanadi:

• NADH-sitoxrom b 5 oksidoreduktaza, o'z ichiga oladi FAD,
• NADPH-sitoxrom P 450 oksidoreduktaza, o'z ichiga oladi FMN Va FAD.

Mikrosomal oksidlanish fermentlarining nisbiy joylashuvi va ularning vazifalari sxemasi

Ikkala oksidoreduktaza ham mos keladigan qaytarilgan ekvivalentlardan elektronlarni oladi va ularni P 450 sitoxromiga o'tkazadi. Ushbu oqsil, avvalroq qisqartirilgan substrat molekulasini biriktirib, kislorod molekulasi bilan bog'lanadi. Boshqa elektronni olgandan so'ng, sitoxrom P 450 birinchi kislorod atomini hidrofobik substratga (substrat oksidlanishi) kiritadi. Shu bilan birga, ikkinchi kislorod atomining suvga qisqarishi sodir bo'ladi.

P450 sitoxromi ishtirokida substratlarning gidroksillanish reaksiyalari ketma-ketligi

Mikrosomal oksidlanishning muhim xususiyati induktsiya qilish yoki inhibe qilish qobiliyatidir, ya'ni. jarayon kuchining o'zgarishiga.

Induktorlar sitoxrom P 450 sintezini va tegishli mRNKning transkripsiyasini faollashtiradigan moddalardir. Ular

1. Keng spektr sitoxrom P 450, NADPH-sitoxrom P 450 oksidoreduktaza va glyukuronil transferaza sintezini rag'batlantirish qobiliyatiga ega bo'lgan harakatlar. Klassik vakillari barbiturik kislota hosilalari - barbituratlar, Bu guruhga ham kiradi diazepam, karbamazepin, rifampitsin va boshq.

2. Tor spektr va harakatlar, ya'ni. sitoxrom P 450 shakllaridan birini rag'batlantirish - aromatik polisiklik uglevodorodlar ( metilxolantren, spironolakton), etanol.

Masalan, etanol etanol, nitrozaminlar, paratsetamol va boshqalarning metabolizmida ishtirok etadigan P 450 2E1 izoformasi (alkogol oksidaza) sintezini rag'batlantiradi.
Glyukokortikoidlar P 450 3A izoformini keltirib chiqaradi.

Mikrosomal oksidlanish ingibitorlari sitoxrom yoki gem temirining oqsil qismiga bog'lanadi. Ular quyidagilarga bo'linadi:

1. Qaytariladigan

• bevositaharakatlar- uglerod oksidi ( CO), antioksidantlar,
• bilvositaharakatlar, ya'ni. sitoxrom P 450 bilan komplekslarni hosil qiluvchi ularning metabolizmining oraliq mahsulotlari orqali ta'sir qilish - eritromitsin.

2. Qaytarib bo'lmaydigan inhibitorlar - allopurinol, aminazin, progesteron, og'zaki kontratseptiv vositalar, teturam, ftorurasil,

1-bosqich reaksiyalarini baholash

Mikrosomal oksidlanishni quyidagi usullar bilan baholash mumkin:

• biopsiyadan so'ng mikrosomal ferment faolligini aniqlash;
• Dori vositalarining farmakokinetikasi haqida,
• metabolik belgilar yordamida ( antipirin testi).

Antipirin testi

Mavzu ertalab bo'sh qoringa qabul qiladi amidopirin tana vazniga 6 mg / kg nisbatda. Siydikning 4 ta qismi mos ravishda 1 dan 6 soatgacha, 6-12, 12-24 va 45-48 soat oralig'ida yig'iladi. Siydik miqdori o'lchanadi. 24 soatdan kechiktirmasdan siydik santrifüj qilinadi yoki filtrlanadi. Keyinchalik, siydikda 4-aminoantipirin va uning metaboliti N-asetil-4-aminoantipirinning kontsentratsiyasi tekshiriladi.

P450 sitoxromlari

Sitokrom P-450 (CYP-450) super oilasi mikrosomal oksidlanish uchun javob beradi va ko'plab izoformlarga (1000 dan ortiq) ega bo'lgan fermentlar guruhi bo'lib, ular nafaqat dorilarni metabollashtiradi, balki steroid gormonlar, xolesterin va boshqalarni sintez qilishda ham ishtirok etadi. moddalar.

Sitokromlarning eng katta miqdori gepatotsitlarda, shuningdek, ichak, buyrak, o'pka, miya, yurak kabi organlarda mavjud. Nukleotidlar va aminokislotalar ketma-ketligining homologiyasiga asoslanib, sitoxrom izofermentlari oilalarga bo'linadi, ular o'z navbatida kichik oilalarga bo'linadi. Turli oilalarning vakillari substratning o'ziga xosligi va faolligi regulyatorlari (induktorlar va inhibitorlar) bilan farqlanadi. Garchi oilalarning alohida a'zolari "o'zaro" o'ziga xosliklarga va "o'zaro" induktorlar va inhibitorlarga ega bo'lishi mumkin. Shunday qilib, virusga qarshi dori ritonavir yettita ferment (CYP1A1, CYP2A6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4) tomonidan metabollanishi va simetidin to‘rtta fermentni (CYP1A2, CYP2C9, CY6P) inhibe qilishi ko‘rsatilgan. Dori vositalarining biotransformatsiyasi uchun eng muhim sitoxromlar CYP1A1, CYP2A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4, CYP3A5 hisoblanadi. Turli sitoxromlar va boshqa I faza detoksifikatsiya fermentlarining dori almashinuvidagi nisbiy hissasi 7.2.2-rasmda keltirilgan.

Har bir sitoxrom P-450 izoenzimi turli xromosomalarda lokalizatsiya qilingan o'z geni tomonidan kodlangan. Ushbu genlarning ba'zilari ularga yaqin joylashgan psevdojenlarga (ifoda qilinmagan nusxalarga) ega, bu esa genetik testni sezilarli darajada murakkablashtiradi.

Metabolik genlarning polimorfizmi tufayli tegishli fermentlarning faolligi odamlar orasida sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Ushbu interindividual xususiyatlarga qarab, u yoki bu metabolik fermentning faolligi bilan farq qiluvchi uch guruh shaxslar ajratiladi. Bular "keng" metabolizatorlar - dorilarning normal metabolizm tezligiga ega bo'lgan shaxslar (aholining asosiy qismi), "sekin" metabolizatorlar (ba'zi dorilarning metabolizmi pasaygan shaxslar) va "tez" (" haddan tashqari faol") metabolizatorlar - ba'zi dorilarning biotransformatsiyasi tezligi yuqori bo'lgan shaxslar. Ayrim metabolik fermentlar uchun "sekin" va "tez" metabolizatorlarning nisbati populyatsiyalar orasidagi sezilarli farqlarni aniqlaydi. Shu bilan birga, dori almashinuvi tezligida genotip va fenotip o'rtasida har doim ham to'liq bog'liqlik mavjud emas, bu metabolik fermentlarni genotiplashda biokimyoviy nazoratdan foydalanish zarurligini ko'rsatadi.

Keling, dori almashinuvida ishtirok etadigan CYP-450 sitoxrom superoilalari asosiy genlari polimorfizmining funktsional xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Metabolik fermentlarning xususiyatlari, ularning substrat xususiyatlari va genetik polimorfizmi haqida batafsil ma'lumotni klinik farmakogenetikaga oid bir qator mahalliy monografiyalar va darsliklarda topish mumkin.

P-450 CYP1 oilasi ksenobiotiklarning nisbatan kichik qismini metabollaydi, ularning eng muhimi tamaki tutunining asosiy tarkibiy qismlari bo'lgan polisiklik aromatik uglevodorodlar (PAHs).

Bunda 15-xromosomada lokalizatsiya qilingan CYP1A1 va CYP1A2 genlari ayniqsa muhim rol o'ynaydi. Ikkala genning ekspressiyasi Ah retseptorlari tomonidan induktsiya qiluvchi PAH molekulasi bilan hosil bo'lgan kompleks tomonidan tartibga solinadi, u yadroga kirib boradi va maxsus ekspressionni rag'batlantiradi. bu genlar.

CYP1A1 arilgidrokarbonat gidroksilaza faolligiga ega bo'lgan oqsilni kodlaydi, u kanserogenlar (masalan, chekish paytida hosil bo'lgan benzopiren) hosil bo'lishiga olib keladigan PAHlarning dastlabki metabolizmini boshqaradi. CYP1A1 gen polimorfizmi uchta nuqta mutatsiyalari natijasida yuzaga keladi: C4887A va A4889G ekson 7 va T6235C 3'-yong'on mintaqada. G4889 (Val) + C6235 almashtirish "tez" allel * 2B ko'rinishi bilan tavsiflanadi. Yovvoyi turdagi allelga nisbatan 3 baravar yuqori faollikka ega. *2B Kavkazliklarning deyarli 7 foizida uchraydi va o'pka saratoni uchun xavf omili hisoblanadi. Sigaret chekuvchilarda * 2B alleli mavjud bo'lganda, chekmaydiganlarga nisbatan o'pka saratoni rivojlanish xavfi etti baravardan ko'proq ortishi ko'rsatilgan. Chekuvchi odamda CYP1A1 genining *2B alleliga qo'shimcha ravishda GSTM1 genining "defisit" alleli ham bo'lsa, xavf yanada kuchayadi. Allellar *2A (C6235) va *4 (A4887(Asp) populyatsiyada atigi 1-3% chastotada uchraydi. Bundan tashqari, *2A allel leykemiyaga irsiy moyillik va ushbu kasallik uchun dori terapiyasiga qarshilik bilan bog'liq. .

CYP1A2 gen mahsuloti faqat PAHlarni, balki kofein, teofillin va boshqalar kabi birikmalarni ham metabollaydi. CYP1A2 genining *1A allelining mavjudligi kofein, deazepam, verapamil, metadon, teofillin, estradiol.

P-450 CYP2 oilasi juda ko'p miqdordagi turli xil dori-darmonlarni metabolitadigan funktsional jihatdan eng muhim fermentlar guruhi bilan ifodalanadi. Ularning faoliyati genetik polimorfizmga aniq bog'liqligini ko'rsatadi.

CYP2A subfamiliyasi bu subfamilaning eng muhim izoenzimidir. Nikotinni kotininga aylantirishda, kumarin va siklofosamidning gidroksillanishida ishtirok etadi va ritonavir, paratsetamol va valpik kislotaning metabolizmiga hissa qo'shadi. CYP2A6 tamaki tutunining tarkibiy qismlari - o'pka saratonini keltirib chiqaradigan nitrozaminlarning bioaktivatsiyasida ishtirok etadi. CYP1A6 geni 19-xromosomada 19q13.2-lokusda lokalizatsiya qilingan. Gen asosan jigarda ifodalanadi. CYP1A6 genining *4 alleli himoya xususiyatiga ega ekanligi, ya'ni o'pka saratoni xavfining pastligi bilan bog'liqligi ko'rsatilgan. *2 va *3 allellarining mavjudligi kumarin almashinuvining pasayishi bilan bog'liq bo'lib, bu preparatni mumkin bo'lgan gepatotoksiklik tufayli dozalashda muhim ahamiyatga ega.

CYP2B subfamiliyasi. Ushbu kichik oiladagi barcha fermentlar fenobarbital tomonidan qo'zg'atiladi. Eng muhim ferment CYP2B6 bo'lib, u ko'plab sitotoksik dorilarni (siklofosfamid), virusga qarshi vositalarni (efavirenz va nevirapin), antidepressantlarni (bupropion), anesteziklarni (propofol) va sintetik opioidlarni (metadon) metabollaydi va endogen steroidlarning metabolizmida ham ishtirok etadi. CYP2B6 geni CYP2A6 geni bilan bir xil lokalizatsiyada joylashgan va asosan jigarda ifodalanadi. CYP2B6 genining sekin allellari (*2, *4, *5, *6) mavjudligi antiviral preparatlarning metabolizm tezligini pasaytiradi, bu esa klirensining pasayishiga olib keladi va markaziy asab tizimidan asoratlar xavfini oshiradi.

CYP2C subfamiliyasi ko'plab dorilarning metabolizmida asosiy rol o'ynaydi. Ushbu izofermentlarning umumiy xususiyati antikonvulsant preparat mefenitoinga qarshi 4-gidrolaz faolligining mavjudligi.

Klinik farmakogenetika uchun 10q24 lokusuda joylashgan CYP2C9 genining polimorfizmini tekshirish ayniqsa muhimdir. Gen asosan jigarda ifodalanadi va angiotensin retseptorlari ingibitorlarining (losartan va irbersartan) asosiy metabolizatori hisoblanadi. Uning substratlari shuningdek, antikoagulyantlar (varfarin), glyukozani pasaytiradigan dorilar (glipizid), antikonvulsanlar (fenitoin, diazepam), antidepressantlar (amitriptilin, klomipramin, imipramin), proton pompasi inhibitörleri (omeprazol), steroid bo'lmagan yallig'lanishga qarshi dorilar (diklofenak), ibuprofen, piroksikam), tolbutamin. Yuqorida aytib o'tilganidek, CYP2C9 gen polimorfizmini tahlil qilish birinchi rasmiy tasdiqlangan genetik test edi (yuqoriga qarang). Mahalliy aholida ushbu fermentning faolligi pasaygan shaxslar soni 20% gacha. Shu bilan birga, istalmagan nojo'ya ta'sirlarning oldini olish uchun CYP2C9 genining *2 va *3 allellari tashuvchilarda yuqoridagi dorilarning terapevtik dozasini 2-4 marta kamaytirish kerak.

CYP2C19 geni 10q24.1-q24.3 lokusuda lokalizatsiya qilingan va jigarda ifodalangan. Uning protein mahsuloti proton pompasi inhibitörleri (omeprazol) va antikonvulsanlar (proguanil, valpik kislota, diazepam, barbituratlar) metabolizmidagi asosiy ferment hisoblanadi. Evropa aholisida uning "sekin" allelining (*2) chastotasi 5 dan 200% gacha.

CYP2D kichik oilasi. CYP2D6 sitoxromi barcha ma'lum bo'lgan dorilarning taxminan 20 foizini metabollaydi. CYP2D6 geni 22-xromosomada 22q13.1-lokusda lokalizatsiya qilingan. Uning ifodalanishining asosiy joyi jigardir. Hozirgi vaqtda CYP2D6 genida 36 dan ortiq allellar aniqlangan, ularning ba'zilari oqsil mahsulotining yo'qligi bilan tavsiflanadi, boshqalari esa o'zgargan xususiyatlarga ega fermentning paydo bo'lishiga olib keladi. CYP2D6 fermentining substratlari klinik amaliyotda keng qo'llaniladigan dorilar, masalan, beta-blokerlar, antidepressantlar, antipsixotrop moddalar, antiaritmiklar, antipsikotiklar, antihipertenziv dorilar, monooksid reduktaza inhibitörleri, morfin hosilalari, neyrotransmitterlar, neyrotransmitterlar. Kavkazliklarning taxminan 6-10 foizi ushbu fermentning sekin metabolizatorlari ekanligini hisobga olsak, ushbu dorilarning dozalarini moslashtirish uchun CYP2D6 genetik testini o'tkazish zarurati aniq. Bundan tashqari, ushbu genning "funktsional ravishda zaiflashgan" allellari o'pka saratoni, ichak saratoni va boshqalar kabi jiddiy kasalliklarga irsiy moyillik bilan bog'liq.

CYP2E kichik oilasi. CYP2E1 sitoxromi etanolin-induktsiyali fermentdir. Uning substratlari uglerod tetraklorid, dimetilnitrosamindir. CYP2E1 CYP1A2 bilan birgalikda paratsetamolning kuchli gepatotoksik ta'sirga ega bo'lgan N-asetilbenzokinoneiminga aylanishida ishtirok etishi haqida dalillar mavjud. Bundan tashqari, u past zichlikdagi lipoprotein xolesterinni oksidlovchi sitoxromlar guruhining eng muhim izoenzimidir, bu esa o'z navbatida aterosklerotik plaklarning shakllanishiga olib keladi. CYP2E1 geni 10q24,3-qter lokusda lokalizatsiya qilingan va kattalar jigarida ifodalangan. CYP2E1 genidagi Taq1 polimorfizmi bu ferment faolligining pasayishiga olib keladi. CYP2E1 genining zaiflashgan alleli uchun M/M homozigotlari kechikkan detoksifikatsiyasi tufayli yuqoridagi dorilarga sezgirlikni oshiradi.

Sitokrom P-450 CYP3 oilasi

CYP3A subfamiliyasi eng ko'p. Jigardagi barcha sitoxrom P-450 izoenzimlarining taxminan 30% va oshqozon-ichak trakti devoridagi barcha izofermentlarning 70% ni tashkil qiladi. Eng muhim fermentlar CYP3A4 va CYP3A5 bo'lib, ularning genlari 7q22.1 lokusuda joylashgan. CYP3A4 geni asosan jigarda, CYP3A5 esa oshqozon-ichak traktida ifodalanadi.

CYP3A4 fermenti barcha dorilarning 60% dan ortig'ini metabollaydi va testosteron va estrogenlarning metabolizmida katta rol o'ynaydi. CYP3A4 genining allel variantlari juda ko'p, ammo ularning tegishli dorilarning farmakokinetikasiga ta'siri to'g'risidagi ma'lumotlar qarama-qarshidir.

CYP3A5 fermenti CYP3A4 o'zaro ta'sir qiladigan ba'zi dorilarni metabolizatsiya qiladi. CYP3A5 genining *3 allelining mavjudligi alprazalam, midazolam va saquinavir kabi dorilar klirensining pasayishiga olib kelishi ko'rsatilgan.

Paraoksonaz - qon plazmasi oqsili paraoksonazani sintez qilish uchun mas'ul bo'lgan ferment. Bundan tashqari, ferment fosfororganik birikmalar, organofosfatlar, karbamatlar va sirka kislotasi efirlarini faolsizlantiradi. Bu moddalarning ba'zilari kimyoviy jangovar vositalar - sarin, soman, tabun. Ma'lum bo'lgan uchta izoformdan PON1 fermenti eng muhim hisoblanadi. Uning geni 7q21.3-lokusda lokalizatsiya qilingan. Eng muhim va o'rganilgan polimorfizm 192-pozitsiyada glutaminni arginin bilan almashtirishdir (L/M polimorfizmi). M alleli fosfororganik birikmalar almashinuvining susayishi bilan bog‘liqligi isbotlangan.

M alleli va M/M genotipi Parkinson kasalligining rivojlanish xavfini oshiradi, ayniqsa GSTP1 geni 5 alleli bilan birgalikda va aterosklerotik plaklarning shakllanishi bilan bog'liq.

Spirtli ichimliklar va aldegid dehidrogenazlar

Spirtli dehidrogenaza etanol va boshqa spirtlarning katabolizmida, spirtlarni aldegidlarga oksidlovchi asosiy ferment hisoblanadi. Katta yoshlilarda ADH1B geni jigarda ifodalanadi. Yoshga qarab uning ifoda darajasining ma'lum dinamikasi mavjud. ADH1B (ADH2) geni 4q22 lokusida lokalizatsiya qilingan. Eng ko'p o'rganilgan polimorfizm G141A. A allelining ferment faolligi oshishi bilan bog'liqligi ko'rsatilgan, bu aniq toksik ta'sirga ega bo'lgan oraliq metabolik mahsulotlar - aldegidlarning ortiqcha to'planishiga olib keladi. ADH1B genining A alleli bo'lgan shaxslar etanolga nisbatan sezgirlikni oshiradi va alkogolizmga kamroq moyil bo'ladi.

Jigar hujayralarida ikkita aldegid dehidrogenaza mavjud: ALDH1 (sitozolik) va ALDH2 (mitoxondrial). ALDH2 geni 12q24.2 lokusda lokalizatsiya qilingan, uning mahsuloti zaharli aldegidlarni mos keladigan karboksilik kislotalarga aylantirishda asosiy rol o'ynaydi, ular tanadan osongina chiqariladi. ALDH2 alkogolning katabolizmida muhim rol o'ynaydi. Ma'lumki, sariq irq vakillari orasida alkogol bilan zaharlanish aholining deyarli 50 foizida ALDH2 yo'qligi sababli yuzaga keladi. ALDH2 genidagi polimorfizm oqsilning (ALDH2 * 1 alleli) 487-pozitsiyasidagi Gluning Lys (ALDH2 * 2 alleli) bilan almashtirilishiga olib keladi. ALDH2*2 alleli faolligi pasaygan fermentni kodlaydi. Geterozigotalarda ferment faolligi 10 marta kamayadi. ALDH2 fermenti spirtli ichimliklarni haddan tashqari iste'mol qilish bilan bog'liq turli xil saraton kasalliklari - gepatotsellyulyar karsinoma, qizilo'ngach, farenks va og'iz bo'shlig'i saratoni patogenezida ishtirok etadi.

ADH1B va ALDH2 genlarining nomaqbul allel variantlari bo'lgan shaxslarda spirtli ichimliklarni intensiv iste'mol qilish jigar asoratlarining tez rivojlanishiga olib kelishi mumkin: alkogol kasalligi va jigar sirrozi.

Sitokrom P450 oilasi 2 subfamiliyasi C polipeptid 9 (CYP2C9). A1075C (Ile359Leu) mutatsiyasini aniqlash

Gen nomi -CYP2C9

Xromosomadagi genning lokalizatsiyasi– 10q23.33

• *1/*1
• *1/*3
• *3/*3

Aholida paydo bo'lishi

Allele CYP2C9*3 evropaliklarda 6% chastotada uchraydi.

Markerning dori almashinuvi bilan assotsiatsiyasi

Dori vositalarini qo'llashning fiziologik samaradorligini aniqlash uchun o'rganilmoqda: kumarin sinfidan og'iz antikoagulyantlar (varfarin), sulfoniluriya hosilalari, giyohvand bo'lmagan analjeziklar (tenoksikam, flurbiprofen, lornoksikam, piroksikam), losartan va irbesartan (angiotensin II blokerlari). ).

Tadqiqot haqida umumiy ma'lumot

Tromboembolik asoratlarni oldini olish va davolash uchun eng ko'p ishlatiladigan dori bu warfarin (Coumadin). Qon ivishining kuchayishi bilan bog'liq bir qator holatlarda, shuningdek, operatsiyadan keyingi qon pıhtılarının shakllanishiga yo'l qo'ymaslik uchun uzoq muddatli foydalanish uchun buyuriladi. Ko'pincha preparatni insult yoki miyokard infarkti bilan og'rigan odamlarga buyurish qo'llaniladi.

Dori vositalarining ta'siriga erishish uchun ular sitoxrom P450 (CYP) ferment tizimi tomonidan jigar hujayralarida (gepatotsitlar) organizmda bioaktivlanishi (faol shaklga aylanishi) kerak. Ushbu fermentlarni kodlovchi genlar polimorf bo'lib, funksiyasi kamaygan yoki yo'q bo'lgan fermentlar hosil bo'lishini kodlovchi allellar keng tarqalgan.

Sitokromlar faoliyatiga ularni kodlovchi genlarning strukturaviy xususiyatlaridan tashqari, yosh, tana vazni, turmush tarzi, yomon odatlar, ovqatlanish, birga keladigan kasalliklar, dori-darmonlar kabi omillar ta'sir ko'rsatadi. Ushbu omillar P450 fermentlari ishining individual xususiyatlarini shakllantirish uchun javobgardir va ko'pchilik dorilarning metabolizmining tabiatini aniqlaydi. Bilvosita antikoagulyantlarning biotransformatsiyasi uchun asosiy ferment sitoxrom P450 izoenzimidir. CYP2C9.

Gen CYP2C9 10q23.33 mintaqasida 10-xromosomada lokalizatsiya qilingan. Gen variantlari (alellar) mavjud. CYP2C9, funktsiyasi kamaygan yoki yo'q bo'lgan ferment hosil bo'lishini kodlash. 1075-pozitsiyada (A1075C) adeninning sitozinning nuqta o'rnini bosuvchi gen varianti fermentning metabolik faolligining pasayishiga olib keladi va CYP2C9 * 3 deb nomlanadi. Bitta nukleotid almashinuvi CYP2C9 fermentida leysin (Ile359Leu) o'rniga aminokislota izolösinni almashtirishga olib keladi. Shunday qilib, funktsiyasi o'zgartirilgan ferment sintezlanadi, uning faolligi ferment faolligining 5% dan kamrog'i *1. Genning asosiy (o'zgarmagan) varianti sifatida belgilanadi CYP2C9*1.

Eng keng tarqalgan genotip normal warfarin metabolizmiga sabab bo'ladi va CYP2C9 *1/*1 bilan belgilanadi.

Genetika belgisi CYP2C9*3(genotip *3/*3 va *3/*1) sitoxrom P450 fermentining funktsional faolligining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lib, bu organizmdan warfarinni yo'q qilish tezligini kamaytiradi. Bemorda *3 allelining mavjudligi sitoxrom izoenzimi faolligining sezilarli darajada pasayishiga olib keladi, bu dorilarning antikoagulyatsion ta'sirini 7 martagacha oshiradi va keng ko'lamli ichki qon ketish va epizodlar kabi asoratlarni rivojlanishiga olib kelishi mumkin. haddan tashqari gipokoagulyatsiya.

P450 sitoxromlari. Tuzilishi va funktsiyasi

1-faza fermentlari orasida katta miqdordagi ksenobiotiklarga nisbatan katalitik faollik bo'yicha sitoxrom P450 (P450 yoki CYP) tizimi etakchi o'rinni egallaydi. P450 sitoxromining eng yuqori kontsentratsiyasi gepatotsitlarning (mikrosomalarning) endoplazmatik retikulumida joylashgan. Jigar mikrosomal sitoxromlari P450 xorijiy birikmalarning intensivligi va ta'sir qilish vaqtini aniqlashda muhim rol o'ynaydi va ksenobiotiklarni detoksifikatsiya qilishda, shuningdek, toksik va / yoki kanserogen metabolitlarga faollashishida asosiy rol o'ynaydi. Sitokrom P450 ga bog'liq monooksigenazalar ko'p fermentli elektron tashish tizimidir. Barcha P450 sitoxromlari gem o'z ichiga olgan oqsillardir. Gem temir odatda oksidlangan holatda bo'ladi (Fe3+). Fe2+ ​​holatiga tushirilganda, P450 sitoxromi kislorod yoki uglerod oksidi kabi ligandlarni bog'lashi mumkin. CO bilan qisqartirilgan P450 sitoxromining kompleksi 450 nm da maksimal yutilishga ega bo'lib, u uchun asos bo'lgan.

bu fermentlarning nomlari. P450 sitoxromlari tomonidan katalizlanadigan asosiy reaktsiya monooksigenaza reaktsiyasi bo'lib, unda bir kislorod atomi substrat (RH) bilan o'zaro ta'sir qiladi, ikkinchisi esa H2O ga kamayadi. NADPH reaksiyada qaytaruvchi sifatida ishtirok etadi:

RH (substrat) + O2 + NADPH + H+ --> ROH (mahsulot) + H2O + NADP+

Sitokromning NADPH dan elektron olish mexanizmi P450 sitoxromining hujayra ichidagi lokalizatsiyasiga bog'liq. Ksenobiotiklarning biotransformatsiyasida ishtirok etuvchi gemoproteinlarning aksariyati joylashgan ERda elektron NADPH-P450 reduktaza deb ataladigan flavoprotein orqali uzatiladi. Bitta reduktaza molekulasi elektronlarni bir nechta turli P450 molekulalariga etkazib berishi mumkin. Ukol gormonlar biosintezi va D vitamini almashinuvida ishtirok etuvchi P450 itoxromlari joylashgan mitoxondriyalarda elektron 2 ta oqsil: ferrodoksin yoki ferrodoksin reduktaza yordamida uzatiladi.

Shaklda. 1-rasmda P450 sitoxromining katalitik sikli ko'rsatilgan. Tsiklning 1-qismi kislorodning faollashishini, ikkinchisi - substratning oksidlanishini o'z ichiga oladi. Mikrosomal monooksigenaza tizimining ta'sir mexanizmi birinchi marta Estabrook va boshqalar tomonidan tasvirlangan va hozir ko'plab tadqiqotchilar tomonidan tasdiqlangan. Ushbu sxema quyidagicha: birinchi bosqich substratning P450 oksidlangan shakli bilan o'zaro ta'siridan iborat. P450 substratlarga bog'langanda

Gemli temirning past aylanishdan yuqori aylanish holatiga o'tishi mavjud. Ikkinchi bosqich NADPH-dan NADPH-ga xos uzatish zanjiridan kelib chiqadigan birinchi elektron bilan hosil bo'lgan ferment-substrat kompleksining qisqarishidan iborat.

flavoprotein I (NADPH-sitoxrom P450 reduktaza). Uchinchi bosqich uchlamchi kompleks hosil bo'lishidan iborat: kamayadi sitoxrom P450-substrat-kislorod. To'rtinchi bosqich

uchlamchi kompleksning ikkinchi elektron bilan qisqarishini ifodalaydi, bu esa, kabi

NADH-dan iborat bo'lgan NADH-ga xos elektron tashish zanjiridan kelib chiqqan deb ishoniladi.

sitoxrom b5 reduktaza yoki flavoprotein II va sitoxrom b5. Beshinchi bosqich bir nechta jarayonlardan iborat bo'lib, ular qisqargan uchlamchi kompleksning molekulyar o'zgarishi va gidroksillangan mahsulot va suv hosil bo'lishi bilan parchalanadi. Ushbu bosqichda P450 sitoxromi asl oksidlangan shaklga aylanadi.

P450 sitoxromlari quyidagi turdagi reaksiyalarni katalizlaydi: alifatik yoki aromatik uglerod atomining gidroksillanishi; qo'sh bog'lanishning epoksidlanishi;

atomning oksidlanishi (S, N, I) yoki N-gidroksillanishi; oksidlangan guruhni o'tkazish;

eterik aloqani yo'q qilish; dehidrogenatsiya. Ba'zi reaktsiyalar katalizlanadi

P450 sitoxromi rasmda ko'rsatilgan. 2 va 3. Reaktivlarning bir necha sinflari yaxshi

Zanjirdagi oxirgi uglerod gidroksillangan, omega-gidroksillanish deb ataladi. Shunday qilib

ichki gidroksillanish bir necha holatda sodir bo'ladi (-1,- 2 pozitsiyalari).

Bu, hatto geksan kabi oddiy alkanda ham ko'plab turli xil mahsulot o'zgarishlariga olib keladi. E'tibor bering, tsiklik uglevodorodlar ham gidroksillanishga uchraydi. Gidroksillanish reaksiyasida dastlab yarimatsetal hosil bo'ladi, keyinchalik u spirt va aldegidga aylanadi. Alkenlar P450 sitoxromi bilan oksidlanganda ikki atomli oksidlar hosil bo'ladi. Ular barqarorligida farqlanadi va yuqori reaktiv bo'lishi mumkin. Masalan, vinilxlorid metabolik yo'l bilan oksidga aylanadi, keyinchalik u DNKga bevosita ta'sir qiluvchi mutagen - xloroasetaldegidga aylanadi. Ushbu tadqiqotlar nebulizerlarda vinilxloriddan foydalanishni taqiqlashga olib keldi. Sterolning (vinilbenzol) vinil guruhi o'zining kanserogen xususiyatlari bilan mashhur, ammo inson tanasi epoksihidrolaza fermenti yordamida oksidni diolga aylantirish orqali uni zararsizlantirishga qodir. Ammo epoksihidrolaza har doim ham yordam bermaydi. Masalan, P450 sitoxromi in vivo jonli ravishda Aflotoksin B1 epoksidini sintez qiladi. Ushbu birikma yuqori reaktiv elektrofil bo'lib, beqaror va tezda DNK bilan qo'shimcha hosil qiladi. Bundan tashqari, epoksiddan hosil bo'lgan diol ham beqaror va yuqori reaktivdir. Aromatik birikmalarning sitoxrom P450 bilan oksidlanishi ham epoksidlarni hosil qiladi, lekin ular tezda fenolga aylanadi. Benzolning gidroksillanishi natijasida hosil bo'lgan fenol yana gidroksillanib, katexol yoki gidroxinonga aylanishi mumkin. E'tibor bering, katexol va gidroxinon kislorod bilan reaksiyaga kirishib, toksinlar bo'lgan xinonlar va superoksidlar bilan o'xshash reaktsiyalarni inhibe qiladi. 2,3,7,8-tetraxlorodibenzendioksin (TCDD) kabi taniqli birikma gidroksillanishga moyil emas va barqaror (inson organizmida yarim yemirilish davri bir yil yoki undan ko'proq).