Vad är cytokrom P450 (CYP) enzymer?

cytokrom P450 (CYP) enzymer är ett protein superfamily involverade i syntes och metabolism av läkemedel, toxiner och normala cellulära komponenter.

Image Credit: yavyav /

CYP familjen av enzymer har identifierats i många organismer, inklusive djur, växter, bakterier, och även i ett fåtal virus., Namnet ”cytokrom P450” härrör från flera egenskaper; de är bundna till cellmembranet (cyto) och innehåller heme pigment (krom och P).

när de är bundna till kolmonoxid, producerar dessa proteiner ett spektrum med en våglängd på cirka 450 nm.

hur fungerar CYP-enzymer?

det finns sju stadier av CYP-katalytisk cykel:

• för det första binder substratet till CYP-enzymet, inducerar en konformationsförändring och en spin-tillståndsförändring av heme-järnet.
• det andra steget är initial reduktionsreaktion av heme-gruppen (Fe3+)., NAD (P) h överför en elektron till heme via elektronöverföringskedjan och bildar Fe2+.
• sedan binder syre till Fe2+ heme-gruppen och bildar Fe2+O2, som så småningom blir Fe3+O2; en stabilare molekyl.
• det fjärde steget är den andra reduktionsreaktionen, som bildar Fe3+O22-.
• O22 – reagerar sedan med två protoner, bryter bindningen mellan de två syremolekylerna och bildar (FeO)3+.
• den heme-bundna syreatomen överförs sedan till substratet.
• slutligen frigörs produkten från enzymet och det ursprungliga enzymatiska tillståndet returneras.,

CYP-enzymer hos människa

hos människa finns CYP-enzymer huvudsakligen inom levercellernas endoplasmatiska retikulum och mitokondrier. Dessa membranbundna proteiner är involverade i metabolismen av många skadliga substrat, såsom droger och toxiner.

CYP-enzymer är också viktiga vid syntesen av många fördelaktiga substrat, såsom steroidhormoner (såsom östrogen och testosteron), fettsyror och steroler (såsom kolesterol och gallsyror).

hittills har 57 olika CYP-gener i 18 proteinfamiljer identifierats i det mänskliga genomet., Några av dessa enzymer har mycket specifika mål, såsom aromatas, som endast riktar androgener för att omvandla dem till östrogener. Vissa CYP-gener har dock ett brett spektrum av funktion.

CYP-enzymer i läkemedelsmetabolism

en av de mest studerade rollerna av CYP-enzymer är deras involvering i läkemedelsmetabolism. Dessa proteiner kontrollerar hastigheten vid vilken droger bryts ner och hur lång tid drogerna är närvarande i kroppen.

ett överaktivt CYP-enzym kommer att göra ett läkemedel ineffektivt, och patienten kommer inte att uppleva någon nytta av att ta medicinen., Men om dessa enzymer inte är tillräckligt aktiva kan läkemedlet stanna i kroppen under en längre tid vilket leder till toxicitet.

av alla olika CYP-proteiner som finns i människokroppen är sex av dem involverade i metabolismen av 90% av drogerna. Dessa proteiner är CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6, CYP3A4 och CYP3A5.De viktigaste är CYP3A4 och CYP2D6.

genetiska variationer som påverkar CYP450 enzymaktivitet

genetisk variabilitet inom dessa enzymer påverkar i hög grad den hastighet med vilken läkemedel bryts ner., Vissa läkemedel kan också hämma eller aktivera enzymet eller till och med orsaka skadliga läkemedelsinteraktioner och biverkningar.

till exempel kan omkring 1 av 15 individer ha ETT överreaktivt svar på beta-blockerare på grund av genetisk variation.

icke-genetiska faktorer som påverkar CYP450 enzymaktivitet

förutom genetisk variabilitet kan andra faktorer påverka funktionen hos dessa enzymer. Diet är ett exempel., Grapefruktjuice innehåller en molekyl som kallas flavanol som har hämmande effekter på CYP-enzymet och kan sakta ner metabolismen av droger, vilket leder till starkare läkemedelseffekter.

andra livsmedel som aktiverar CYP enzymer inkluderar kolgrillade livsmedel och korsblommiga grönsaker (t.ex. broccoli).

en ytterligare, icke-dietisk faktor som påverkar funktionen hos dessa enzymer röker. Rökning aktiverar CYP1A2, vilket ökar hastigheten vid vilken läkemedel metaboliseras.,

CYP-enzymer och personlig medicin

det finns omfattande forskning som utförs med CYP-enzymer inom området personlig medicin. Genom analysen av CYP450-genvariationen kan en effektiv läkemedelsdos ordineras, vilket ökar sannolikheten för framgångsrik behandling.

ett exempel på en gen som har undersökts som ett möjligt mål för personlig medicin är CYP2C9-genen, som är involverad i metabolismen av warfarin.

proteinprodukten av denna gen kontrollerar mängden warfarin som krävs av varje patient., Därför har det föreslagits att genom att identifiera den specifika genvarianten som en patient besitter kan välgrundade beslut fattas med avseende på dosering. Detta kan förhindra möjligheten till inre blödning, en vanlig och potentiellt farlig bieffekt av warfarin.

Ytterligare läsning

• allt Metabolisminnehåll
• Vad är Anabolism?
• Vad är Metabolism?,
• vetenskapen om Metabolism
• Metabolism Key Biochemicals

Citations