Цитохром Р450
Цитохромы Р450 — надсемейство монооксигеназ (официальное сокращение CYP), большая и разнообразная группа ферментов, которые катализируют реакции окисления органических веществ. Субстратами монооксигеназ выступают промежуточные метаболиты, такие как липиды и стероидные гормоны, а также ксенобиотики, такие как фармацевтические препараты и других токсичных химических веществ. CYP являются основными ферментами, участвующих в метаболизме лекарств. Монооксигеназной реакции составляют около 75% от общего количества разных метаболических реакций.
Наиболее распространенной реакцией, катализируемой цитохромом P450 является реакцией микросомального окисления — включение одного атома кислорода в состав алифатического органического субстрата (RH), другой же атом кислорода восстанавливается до воды:
Цитохромы Р450 (CYP) относятся к белкам, содержащие кофактором гем и, следовательно, является гемопротеины. В общем, эти ферменты являются конечными участками в цепях переноса электронов, широком смысле классифицируются яко P450-содержащие системы. Срок P450 происходит от спектрофотометрического пике при длине волны максимума поглощения фермента (450 нм), когда он находится в восстановленном состоянии и в комплексе с угарным газом (СО).
Монооксигеназы обнаружены во всех форм жизни — животных, растений, грибов, простейших, бактерий, архей, а также в вирусов. Однако, этот фермент не было найдено в E.coli. Известно более 18000 различных CYP.
Большинство CYP нужен вспомогательный белок, для переноса одного или нескольких электронов для восстановления иона Железа (а в конечном итоге молекулярный кислород). На основании характера белков переноса электронов, CYP можно разделить на несколько групп:
- Микросомальные P450 системы, в которых электроны передаются от НАДФН через цитохром P450 редуктазы. Цитохром b5 (cyb5) также может способствовать снижению мощности этой системы после его восстановления цитохрома b5 редуктазы (CYB5R).
- Митохондриальные P450 системы задействуют адренодоксинредуктазу и адренодоксин для переноса электронов от НАДФН в P450.
- Бактериальные 450 системы используют в ферредоксинредуктазу и ферредоксин в переносе электронов на P450.
- CYB5R / cyb5 / P450 системы, в которых оба электрона, необходимые CYP переходят от цитохрома b5.
- FMN / Fd / P450 системы впервые найдены в виду Rhodococcus в котором ФМН-зависимая редуктаза спаяна с CYP.
- Собственно P450 системы не требуют внешнего восстановительную систему. Известные из них включают CYP5 (тромбоксан-синтазу), CYP8 (простациклин-синтазу) и CYP74A.
Номенклатура
Гены, кодирующие монооксигеназы, сказываются аббревиатурой CYP и числон, указывающее семейства генов, большая буква обозначает подсемейство, а дополнительные цифрой — собственно ген. Когда речь идет о гене, его пишут курсивом. Например, CYP2E1 — ген, кодирующий фермент CYP2E1 — один из ферментов, участвует в метаболизме парацетамола (ацетаминофена). Тем не менее, некоторые имена генов или ферментом для CYP могут отличаться от такой номенклатуры, обозначая каталитическую активность и название соединения, используется яко субстрат. Примеры включают CYP5A1, тромбоксан А2 — синтазу, сокращенно TBXAS1 (T hrom B o X ane A 2 S ynthase 1) и CYP51A1, ланостерин-14-α-деметилазы, иногда неофициально сокращенно LDM или ЛДМ согласно его субстрата (Л аностерол) и активность (Д е М этилирования).
Механизм действия
Цитохром-Р450 у людей
| Семья | Функция | Представители | Названия |
| CYP1 | метаболизм лекарств и стероидов (особенно эстрогенов), детоксикация бензопирена | 3 подсемейства, 3 гены, 1 псевдоген | CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1 |
| CYP2 | метаболизм лекарств и стероидов | 13 подсемейств, 16 генов, 16 псевдогенов | CYP2A6, CYP2A7, CYP2A13, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP2F1, CYP2J2, CYP2R1, CYP2S1, CYP2U1, CYP2W1 |
| CYP3 | метаболизм лекарств и стероидов (включая тестостероном) | 1 подсемейство, 4 гена, 2 псевдогены | CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7, CYP3A43 |
| CYP4 | метаболизм арахидоновой и других жирных кислот | 6 подсемейств, 12 генов, 10 псевдогенов | CYP4A11, CYP4A22, CYP4B1, CYP4F2, CYP4F3, CYP4F8, CYP4F11, CYP4F12, CYP4F22, CYP4V2, CYP4X1, CYP4Z1 |
| CYP5 | тромбоксан A 2 синтаза | 1 подсемейство, 1 ген | CYP5A1 |
| CYP7 | биосинтез желчных кислот, 7-α гидроксилирования стероидного ядра | 2 подсемейства, 2 гена | CYP7A1, CYP7B1 |
| CYP8 | различные | 2 подсемейства, 2 гена | CYP8A1 (протсациклин синтаза), CYP8B1 (биосинтез желчных кислот) |
| CYP11 | биосинтез стероидов | 2 подсемейство, 3 ген | CYP11A1, CYP11B1, CYP11B2 |
| CYP17 | биосинтез стероидов, 17-α гидроксилаза | 1 подсемейство, 1 ген | CYP17A1 |
| CYP19 | биосинтез стероидов: ароматаза эстрогена | 1 подсемейство, 1 ген | CYP19A1 |
| CYP20 | функция неизвестна | 1 подсемейство, 1 ген | CYP20A1 |
| CYP21 | биосинтез стероидов | 2 подсемейство, 1 ген, 1 псевдоген | CYP21A2 |
| CYP24 | расщепления витамина D | 1 подсемейство, 1 ген | CYP24A1 |
| CYP26 | гидролаза ретиноевой кислоты | 3 подсемейства, 3 гены | CYP26A1, CYP26B1, CYP26C1 |
| CYP27 | различные | 3 подсемейства, 3 гены | CYP27A1 (биосинтез желчных кислот), CYP27B1 (витамин D 3 1-α гидроксилаза, активация витамина D 3), CYP27C1 (функция неизвестна) |
| CYP39 | 7-α гидроксилирования 24-гидрохолестеролу | 1 подсемейство, 1 ген | CYP39A1 |
| CYP46 | холестерол 24-гидроксилаза | 1 подсемейство, 1 ген | CYP46A1 |
| CYP51 | биосинтез холестерина | 1 подсемейство, 1 ген, 3 псевдоген | CYP51A1 (ланостерол 14-α деметилазы) |
