Cytokrom P450

Cytokrom P450 ( cytokrom P450-beroende monooxygenas , engelska  cytokrom P450 , CYP ) är det vanliga namnet för enzymer i P450-familjen. De tillhör klassen hemoproteiner , de tillhör typ b cytokromer [1] . Cytokrom P450, bundet till kolmonoxid , har en ljusabsorptionsmaximum vid 450 nm, vilket ger den dess namn [1] [2] .

Cytokromer P450 finns i alla riken av levande varelser utan undantag - i djur , växter , svampar , bakterier , arkéer [3] . Dessa proteiner saknas endast i obligatoriska anaeroba organismer [3] . Cirka 11 500 proteiner i CYP-systemet har beskrivits. P450 från bakterier och arkéer löses i cytoplasman , i evolutionär mening är det den äldsta formen av cytokrom P450. I eukaryota organismer är P450 membranproteiner [3] .

Cytokrom P450-systemet är involverat i oxidationen av många föreningar, både endogena och exogena. Enzymer av denna grupp spelar en viktig roll i metabolismen av steroider , gallsyror , omättade fettsyror , fenoliska metaboliter, såväl som i neutraliseringen av xenobiotika ( droger , gifter , narkotika ) [1] [2] [4] .

Reaktioner som involverar cytokrom P450-systemet

Cytokrom P450-beroende monooxygenaser katalyserar nedbrytningen av olika ämnen genom hydroxylering med deltagande av elektrondonatorn NADPH och molekylärt syre . I denna reaktion är en syreatom fäst vid substratet, och den andra reduceras till vatten [1] [2] .

Enzymer av cytokrom P450-familjen, till skillnad från andra hemoproteiner , som i regel har en typ av aktivitet och en strikt definierad funktion, är ganska olika i funktioner, typer av enzymatisk aktivitet och har ofta låg substratspecificitet. P450s kan uppvisa både monooxygenas- och oxygenasaktivitet, så de kallas ibland för oxidaser med blandad funktion [1] [4] .

Oxygenasreaktioner katalyserade av cytokrom P450 är mycket olika. En av de vanligaste oxidationsreaktionerna av xenobiotika är oxidativ dealkylering, åtföljd av oxidation av en alkylgrupp bunden till N-, O- eller S-atomerna. Denna process sker i det endoplasmatiska retikulumet (ER) hos hepatocyter . Deras substratspecificitet är låg. De katalyserar mest effektivt oxidationen av opolära föreningar med alifatiska eller aromatiska ringar . P450 i levern är bland annat involverad i oxidationen av alkoholer till motsvarande aldehyder . Hydroxylering av hydrofoba föreningar förbättrar deras vattenlöslighet och främjar utsöndring genom njurarna . Hos olika människor skiljer sig uppsättningen av cytokrom P450 i EPR på grund av genetiska egenskaper. I detta avseende är studiet av det enzymatiska systemet P450 av stor betydelse för farmakologi [2] [3] . Alla andra enzymer i P450-familjen finns på det inre mitokondriella membranet , och deras katalytiska centra är vända mot matrisen [5] .

En annan vanlig typ av reaktion är hydroxylering av cykliska föreningar ( aromatiska , mättade och heterocykliska kolväten ). Enzymer från P450-familjen kan också katalysera hydroxyleringsreaktioner av alifatiska föreningar, N-oxidation, oxidativ deaminering , reduktionsreaktioner av nitroföreningar [2] [4] .

Cytokromer P450 katalyserar omega-oxidation av mättade fettsyror, peroxidation av omättade fettsyror, hydroxylering av steroidhormoner , gallsyror och kolesterol , biosyntes av prostaglandiner och vitamin D [2] [4] . Steroidogena celler innehåller mitokondrier specialiserade på syntes av steroider. Sådana mitokondrier är vanligtvis större än mitokondrier av celler i andra vävnader och har en mer utvecklad och invecklad yta av det inre membranet [5] .

Humana cytokrom P450-gener

Hos människor har 57 gener och mer än 59 pseudogener av cytokrom P450-systemet identifierats. De är indelade i 18 familjer och 43 underfamiljer. Tabellen nedan beskriver den humana cytokrom P450-gennomenklaturen mer detaljerat [6] .

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 5 Britton, 1986 , sid. 180-181.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kolman, Rem, 2000 , sid. 310-311.
3. ↑ 1 2 3 4 Danielson PB Cytokrom P450-superfamiljen: biokemi, evolution och läkemedelsmetabolism hos människor.  (engelska)  // Aktuell läkemedelsmetabolism. - 2002. - Vol. 3, nr. 6 . - s. 561-597. — PMID 12369887 .
4. ↑ 1 2 3 4 Ortiz de Montellano, Paul R. Cytochrome P450: struktur, mekanism och biokemi. — 3:e upplagan. - New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. - ISBN 0-306-48324-6 .
5. ↑ 1 2 Nelson, Cox, 2014 , sid. 348-349.
6. ↑ Nelson, D.R. Cytochrome P450-hemsidan (inte tillgänglig länk) . Hämtad 14 oktober 2010. Arkiverad från originalet 27 juni 2010. (obestämd) 

Litteratur

• Nelson, D. Fundamentals of Lehningers biokemi: i 3 volymer  / D. Nelson, M. Cox. - M.  : BINOM, 2014. - T. 2. - S. 348-349. — 636 sid. — ISBN 978-5-94774-366-1 .
• Britton, G. 5.5.9. Cytokrom P450 // Biochemistry of Natural Pigments  = Britton, G. The Biochemistry of Natural Pigments: [ eng. ] . - Cambridge University Press, 1983.  / Per. från engelska. cand. biol. Sciences V. D. Tsydendembaev; ed. prof. M. N. Zaprometova. — M  .: Mir, 1986. — S. 180–181. — 422 sid. : sjuk. - 3050 exemplar.  - BBK  28.072 . - UDC  577.117.3 .
• Kolman, Jan. Visuell biokemi  = Taschenatlas der Biochemie: [transl. med  honom. ] / Jan Kolman, Klaus-Heinrich Rem. - M .  : Mir, 2000. - 470 sid. - 7000 exemplar.
• Ponomarenko, T. M. Cytokrom P450-systemet i lungorna: en roll i patogenesen av sjukdomar och läkemedels farmakokinetik  / T. M. Ponomarenko, D. A. Sychev, A. O. Chikalo ... [ och andra ] // Farmakokinetik och farmakodynamik. - 2012. - Nr 1. - S. 25-28.
• Katalytisk omvandlare: utnyttja P450: nya tillämpningar av  kunskap om cytokrom P450 ] // Scrip . - 2003. - April. — S. 9–11. // Antibiotika och antimikrobiell terapi. - 2003. - 6 maj.

Länkar

• Archakov, A. I. P450 cytochromes  / A. I. Archakov, I. I. Karuzina // Kunskapsbas för mänsklig biologi.
• Cytokrom P450 . Hälsens glädje är skönhetens kraft . (ryska)