¿Qué son las enzimas del citocromo P450 (CYP)?

Las enzimas del citocromo P450 (CYP) son una superfamilia de proteínas implicadas en la síntesis y metabolismo de fármacos, toxinas y componentes celulares normales.

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la familia de enzimas CYP se ha identificado en muchos organismos, incluidos animales, plantas, bacterias e incluso en algunos virus., El nombre «citocromo P450» se deriva de varias características; están unidos a la membrana de las células (cyto) y contienen pigmento heme (cromo y P).

Cuando se unen al monóxido de carbono, estas proteínas producen un espectro con una longitud de onda de aproximadamente 450 nm.

¿cómo funcionan las enzimas CYP?

hay siete etapas del ciclo catalítico de CYP:

• En primer lugar, el sustrato se une a la enzima CYP, induciendo un cambio conformacional y un cambio de estado de espín del hierro hemo.
• La segunda etapa es la reacción de reducción inicial del grupo heme (Fe3+)., NAD (P)H transfiere un electrón al heme a través de la cadena de transferencia de electrones, formando Fe2+.
• Luego, el oxígeno se une al grupo Heme Fe2+, formando Fe2 + O2, que eventualmente se convierte en Fe3 + O2; una molécula más estable.
• La cuarta etapa es la segunda reacción de reducción, que forma Fe3+O22 -.
• El O22-entonces reacciona con dos protones, rompiendo el enlace entre las dos moléculas de oxígeno y formando (FeO)3+.
• El átomo de oxígeno unido al hemo se transfiere entonces al sustrato.
• Finalmente, el producto se libera de la enzima y se devuelve el estado enzimático inicial.,

enzimas CYP en humanos

dentro de los humanos, las enzimas CYP se encuentran principalmente dentro del retículo endoplásmico y las mitocondrias de las células hepáticas. Estas proteínas unidas a la membrana están involucradas en el metabolismo de muchos sustratos dañinos, como drogas y toxinas.

Las enzimas CYP también son importantes en la síntesis de muchos sustratos beneficiosos, como las hormonas esteroides (como el estrógeno y la testosterona), los ácidos grasos y los esteroles (como el colesterol y los ácidos biliares).

hasta ahora, se han identificado 57 genes CYP diferentes en 18 familias de proteínas en el genoma humano., Algunas de estas enzimas tienen objetivos altamente específicos, como la aromatasa, que solo se dirige a los andrógenos para convertirlos en estrógenos. Sin embargo, algunos genes CYP tienen una amplia gama de funciones.

enzimas CYP en el metabolismo de los medicamentos

Una de las funciones más estudiadas de las enzimas CYP es su participación en el metabolismo de los medicamentos. Estas proteínas controlan la velocidad a la que se descomponen los medicamentos y el tiempo que los medicamentos están presentes en el cuerpo.

una enzima CYP hiperactiva hará que un medicamento sea ineficaz, y el paciente no experimentará ningún beneficio al tomar el medicamento., Sin embargo, si estas enzimas no son lo suficientemente activas, el medicamento puede permanecer en el cuerpo durante una duración prolongada que conduce a la toxicidad.

de todas las diferentes proteínas CYP que están presentes en el cuerpo humano, seis de ellas están involucradas en el metabolismo del 90% de los medicamentos. Estas proteínas son CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6, CYP3A4 y CYP3A5.Los más importantes son CYP3A4 y CYP2D6.

variaciones genéticas que afectan la actividad de la enzima CYP450

la variabilidad genética dentro de estas enzimas influye en gran medida en la velocidad a la que se descomponen los medicamentos., Ciertos medicamentos también pueden inhibir o activar la enzima o incluso causar interacciones dañinas entre medicamentos y reacciones adversas.

por ejemplo, alrededor de 1 de cada 15 individuos puede tener una respuesta reactiva excesiva a los betabloqueantes debido a la variación genética.

factores no genéticos que afectan la actividad de la enzima CYP450

además de la variabilidad genética, otros factores pueden influir en la función de estas enzimas. La dieta es un ejemplo., El jugo de pomelo contiene una molécula llamada flavanol que tiene efectos inhibitorios sobre la enzima CYP y puede ralentizar el metabolismo de los medicamentos, lo que lleva a efectos más fuertes.

otros alimentos que activan las enzimas CYP incluyen alimentos a la parrilla de carbón y verduras crucíferas (por ejemplo, brócoli).

un factor adicional no dietético que afecta la función de estas enzimas es fumar. Fumar activa CYP1A2, aumentando la velocidad a la que se metabolizan los fármacos.,

enzimas CYP y medicina personalizada

dentro del área de medicina personalizada se está llevando a cabo una extensa investigación utilizando enzimas CYP. A través del análisis de la variación del gen CYP450, se puede prescribir una dosis efectiva de medicamento, lo que aumenta la probabilidad de un tratamiento exitoso.

un ejemplo de un gen que ha sido investigado como un posible objetivo para la medicina personalizada es el gen CYP2C9, que está involucrado en el metabolismo de la warfarina.

El producto proteico de este gen controla la cantidad de warfarina que requiere cada paciente., Por lo tanto, se ha sugerido que mediante la identificación de la variante génica específica que posee un paciente, se podrían tomar decisiones informadas con respecto a la dosificación. Esto puede prevenir la posibilidad de sangrado interno, un efecto secundario común y potencialmente peligroso de la warfarina.

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