- Цитохром P450
-
Цитохром P450 (цитохром P450-зависимая монооксигеназа, англ. Cytochrome P450, CYP) — общее название ферментов семейства P450. Входят в класс гемопротеинов, относятся к цитохромам типа b[1]. Цитохром P450, связанный с монооксидом углерода, имеет максимум поглощения света при длине волны 450 нм, что определило его название[1][2].
Цитохромы P450 обнаружены во всех без исключения царствах живых существ — у животных, растений, грибов, бактерий, архей[3]. Эти белки отсутствуют только у облигатно анаэробных организмов[3]. Описано около 11 500 белков системы CYP. P450 бактерий и архей растворён в цитоплазме, в эволюционном смысле это наиболее древняя форма цитохрома P450. У эукариотических организмов P450 являются мембранными белками[3].
Система цитохрома P450 участвует в окислении многочисленных соединений, как эндогенных, так и экзогенных. Ферменты этой группы играют важную роль в обмене стероидов, желчных кислот, ненасыщеных жирных кислот, а также в нейтрализации ксенобиотиков (лекарств, ядов, наркотиков)[1][2][4].
Содержание
Реакции с участием системы цитохрома P450
Каталитический цикл цитохрома P450
Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление различных веществ с участием донора электрона НАДФН и молекулярного кислорода. В этой реакции один атом кислорода присоединяется к субстрату, а второй восстанавливается до воды[1][2].
Ферменты семейства цитохрома P450, в отличие от остальных гемопротеинов, как правило, обладающих одним типом активности и строго определённой функцией, достаточно разнообразны по функциям, типам ферментативной активности, зачастую обладают малой субстратной специфичностью. P450 могут проявлять как монооксигеназную, так и оксигеназную активность, поэтому иногда относятся к оксидазам со смешанной функцией[1][4].
Оксигеназные реакции, катализируемые цитохромом Р450, весьма разнообразны. Одна из самых распространённых реакций окисления ксенобиотиков — окислительное деалкилирование, сопровождающееся окислением алкильной группы, присоединённой к атомам N, O или S. Другой распространённый тип реакций — гидроксилирование циклических соединений (ароматических, предельных и гетероциклических углеводородов). Ферменты семейства Р450 могут также катализировать реакции гидроксилирования алифатических соединений, N-окисление, окислительное дезаминирование, реакции восстановления нитросоединений[2][4].
Цитохромы P450 катализируют омега-окисление насыщенных жирных кислот, перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот, гидроксилирование стероидных гормонов, желчных кислот и холестерина, биосинтез простагландинов[2][4].
Цитохромы P450 печени человека участвуют в нейтрализации ксенобиотиков (лекарств, ядов, наркотических веществ). Их субстратная специфичность невелика. Они наиболее эффективно катализирует окисление неполярных соединений с алифатическими или ароматическими кольцами. P450 печени, помимо прочего, участвует в окислении спиртов до соответствующих альдегидов. В связи с этим изучение ферментативной системы Р450 имеет большое значение для фармакологии[2][3][4].
Гены цитохрома P450 человека
У человека выявлено 57 генов и более 59 псевдогенов системы цитохрома P450. Они подразделяются на 18 семейств и 43 подсемейства. В таблице ниже номенклатура генов цитохромов P450 человека описана более подробно[5]
Семейство Функции Состав Названия CYP1 метаболизм лекарств и стероидов (особенно эстрогена) 3 подсемейства, 3 гена, 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 тестостерон) 1 подсемейство, 4 гена, 2 псевдогена CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7, CYP3A43 CYP4 метаболизм арахидоновой кислоты 6 подсемейств, 12 генов, 10 псевдогенов CYP4A11, CYP4A22, CYP4B1, CYP4F2, CYP4F3, CYP4F8, CYP4F11, CYP4F12, CYP4F22, CYP4V2, CYP4X1, CYP4Z1 CYP5 синтез тромбоксана A2 1 подсемейство, 1 ген CYP5A1 (синтаза тромбоксана A2) CYP7 биосинтез желчных кислот, участие в метаболизме стероидов 2 подсемейства, 2 гена CYP7A1, CYP7B1 CYP8 различные 2 подсемейства, 2 гена CYP8A1 (синтез простациклина), CYP8B1 (биосинтез желчных кислот) CYP11 биосинтез стероидов 2 подсемейства, 3 гена CYP11A1, CYP11B1, CYP11B2 CYP17 биосинтез стероидов, 17-альфа гидроксилаза 1 подсемейство, 1 ген CYP17A1 CYP19 биосинтез стероидов (ароматаза, синтезирующая эстроген) 1 подсемейство, 1 ген CYP19A1 CYP20 не установлены 1 подсемейство, 1 ген CYP20A1 CYP21 биосинтез стероидов 2 подсемейства, 1 ген, 1 псевдоген CYP21A2 CYP24 биодеградация витамина D 1 подсемейство, 1 ген CYP24A1 CYP26 гидроксилирование ретиноловой кислоты 3 подсемейства, 3 гена CYP26A1, CYP26B1, CYP26C1 CYP27 различные 3 подсемейства, 3 гена CYP27A1 (биосинтез желчных кислот), CYP27B1 (1-альфа-гидроксилаза витамин D3, активирующая витамин D3), CYP27C1 (функция не установлена) CYP39 7-альфа-гидроксилирование 24-гидроксихолестерола 1 подсемейство, 1 ген CYP39A1 CYP46 холестерол 24-гидроксилаза 1 подсемейство, 1 ген CYP46A1 CYP51 биосинтез холестерола 1 подсемейство, 1 ген, 3 псевдогена CYP51A1 (14-альфа деметилаза ланостерола) Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — С. 180—181. — 422 с. — 3050 экз.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем Наглядная биохимия = Taschenatlas der Biochemie. — Москва: Мир, 2000. — С. 310—311. — 470 с. — 7000 экз.
- ↑ 1 2 3 4 Danielson PB The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans (англ.) // Curr. Drug Metab.. — 2002. — Т. 3. — № 6. — С. 561—597.
- ↑ 1 2 3 4 5 Ortiz de Montellano, Paul R. Cytochrome P450: structure, mechanism, and biochemistry. — 3rd edition. — New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. — ISBN 0-306-48324-6
- ↑ Nelson, DR. The Cytochrome P450 Homepage. Human Genomics 4, 59-65.
Ссылки
Цитохром P450 на Викискладе? - Цитохром P450 на humbio.ru
- Цитохром P450 на rostovurolog.ru
- Каталитический конвертер: новые области применения знаний о цитохроме Р450
- Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — 422 с. — 3050 экз.
- Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем Наглядная биохимия = Taschenatlas der Biochemie. — Москва: Мир, 2000. — 470 с. — 7000 экз.
- Пономаренко Т.М., Сычёв Д.А., Чикало А.О., Бердникова Н.Г., Кукес В.Г. Система цитохрома Р450 в лёгких: роль в патогенезе заболеваний и фармакокинетике лекарственных средств // Фармакокинетика и Фармакодинамика, №1, 2012 г., стр. 25-28
Категория:- КФ 1.14
Wikimedia Foundation. 2010.
