Co jsou enzymy cytochromu P450 (CYP)?

cytochromu P450 (CYP) jsou enzymy bílkoviny nadčeleď podílí se na syntéze a metabolismu léčiv, toxinů a normální buněčné součásti.

Image Credit: yavyav /

CYP rodiny enzymů byly identifikovány v mnoha organismech, včetně zvířat, rostlin, bakterií, a dokonce i v několika viry., Název „cytochrom P450“ je odvozen z několika charakteristik; jsou vázány na membránu buněk (cyto) a obsahují hem pigment (chrom a P).

při navázání na oxid uhelnatý produkují tyto proteiny spektrum s vlnovou délkou přibližně 450 nm.

jak fungují enzymy CYP?

existuje sedm fází katalytického cyklu CYP:

• substrát se nejprve váže na enzym CYP, což vyvolává konformační změnu a změnu stavu spinu hemu železa.
• druhým stupněm je počáteční redukční reakce hem skupiny (Fe3+)., NAD (P) H přenáší elektron na heme prostřednictvím řetězce přenosu elektronů, tvořící Fe2+.
• potom se kyslík váže na skupinu Fe2 + heme a vytváří Fe2+O2, který se nakonec stává Fe3+O2; stabilnější molekula.
• čtvrtým stupněm je druhá redukční reakce, která tvoří Fe3 + O22-.
• O22 – pak reaguje s dvěma protony, rozbití vazby mezi dvěma molekulami kyslíku a tvoří (FeO)3+.
• atom kyslíku vázaný na heme se pak přenese na substrát.
• nakonec se produkt uvolní z enzymu a vrátí se počáteční enzymatický stav.,

enzymy CYP u lidí

u lidí se enzymy CYP nacházejí hlavně v endoplazmatickém retikulu a mitochondriích jaterních buněk. Tyto membránově vázané proteiny se podílejí na metabolismu mnoha škodlivých substrátů, jako jsou léky a toxiny.

CYP enzymy jsou také důležité při syntéze mnoha prospěšné substráty, jako jsou steroidní hormony (např. estrogen a testosteron), mastné kyseliny a steroly (např. cholesterol a žlučové kyseliny).

v lidském genomu bylo dosud identifikováno 57 různých CYP genů v 18 proteinových rodinách., Některé z těchto enzymů mají vysoce specifické cíle, jako je aromatáza, která se zaměřuje pouze na androgeny, aby je přeměnila na estrogeny. Některé geny CYP však mají širokou škálu funkcí.

enzymy CYP v metabolismu léčiv

jednou z nejvíce studovaných rolí enzymů CYP je jejich zapojení do metabolismu léků. Tyto proteiny řídí rychlost, při které jsou léky rozloženy, a dobu, po kterou jsou léky přítomny v těle.

hyperaktivní enzym CYP způsobí, že lék bude neúčinný a pacient nebude mít žádný prospěch z užívání léku., Pokud však tyto enzymy nejsou dostatečně aktivní, může lék zůstat v těle po delší dobu, což vede k toxicitě.

všech různých proteinů CYP, které jsou přítomny v lidském těle, se šest z nich podílí na metabolismu 90% léků. Tyto proteiny jsou CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6, CYP3A4 a CYP3A5.Nejdůležitější jsou CYP3A4 a CYP2D6.

genetické variace ovlivňující enzymovou aktivitu CYP450

genetická variabilita v těchto enzymech výrazně ovlivňuje rychlost rozkladu léčiv., Některé léky mohou také inhibovat nebo aktivovat enzym nebo dokonce způsobit škodlivé interakce mezi léky a nežádoucí účinky.

například přibližně 1 z 15 jedinců může mít kvůli genetické variaci nadměrně reaktivní odpověď na beta-blokátory.

non-genetické faktory ovlivňující enzymovou aktivitu CYP450

kromě genetické variability mohou funkci těchto enzymů ovlivnit i další faktory. Dieta je jedním z příkladů., Grapefruitová šťáva obsahuje molekulu zvanou flavanol, která má inhibiční účinky na enzym CYP a může zpomalit metabolismus léků, což vede k silnějším účinkům léků.

Další potraviny, které aktivují enzymy CYP patří uhlí-grilované potraviny a brukvovité zeleniny (např. brokolice).

dalším, non-dietní faktor, který ovlivňuje funkci těchto enzymů je kouření. Kouření aktivuje CYP1A2 a zvyšuje rychlost metabolizování léků.,

enzymy CYP a personalizovaná medicína

provádí se rozsáhlý výzkum s použitím enzymů CYP v oblasti personalizované medicíny. Analýzou genové variace CYP450 lze předepsat účinnou dávku léku, což zvyšuje pravděpodobnost úspěšné léčby.

příkladem genu, který byl zkoumán jako možný cíl personalizované medicíny, je gen CYP2C9, který se podílí na metabolismu warfarinu.

proteinový produkt tohoto genu řídí množství warfarinu, které vyžaduje každý pacient., Proto bylo navrženo, že identifikací specifické genové varianty, kterou má pacient, by mohla být učiněna informovaná rozhodnutí týkající se dávkování. To může zabránit možnosti vnitřního krvácení, společného a potenciálně nebezpečného vedlejšího účinku warfarinu.

další čtení

• Veškerý obsah metabolismu
• co je anabolismus?
• co je metabolismus?,
• Vědy o Metabolismus
• Metabolismu Klíčových biochemických látek

Citations