Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Цитохром P450
Материал из https://ru.wikipedia.org

Цитохром P450 (цитохром P450-зависимая монооксигеназа, англ. cytochrome P450, CYP) — общее название ферментов семейства P450. Входят в класс гемопротеинов, относятся к цитохромам типа b[англ.][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, ненасыщенных жирных кислот, фенольных метаболитов, а также в нейтрализации ксенобиотиков (лекарств, ядов, наркотиков)[1][2][4].

Содержание

Реакции с участием системы цитохрома P450

Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление различных веществ посредством гидроксилирования[англ.] 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. Этот процесс происходит в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) гепатоцитов. 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. Гидроксилирование гидрофобных соединений улучшает их растворимость в воде и способствует выведению через почки. У разных людей набор цитохромов Р450 в ЭПР различается в силу генетических особенностей. В связи с этим изучение ферментативной системы Р450 имеет большое значение для фармакологии[2][3]. Все другие ферменты семейства Р450 локализованы на внутренней митохондриальной мембране, и их каталитические центры обращены в сторону матрикса[5].

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 и витамина D[2][4]. Стероидогенные клетки содержат митохондрии, специализирующиеся на синтезе стероидов. Такие митохондрии обычно крупнее митохондрий клеток других тканей и имеют более развитую и извитую поверхность внутренней мембраны[5].

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[6].
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[англ.] ланостерола)


Примечания
  1. 1 2 3 4 5 Бриттон, 1986, с. 180—181.
  2. 1 2 3 4 5 6 Кольман, Рем, 2000, с. 310—311.
  3. 1 2 3 4 Danielson P. B. The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans. (англ.) // Current drug metabolism. — 2002. — Vol. 3, no. 6. — P. 561—597. — PMID 12369887.
  4. 1 2 3 4 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.
  5. 1 2 Нельсон, Кокс, 2014, с. 348—349.
  6. Nelson, DR. The Cytochrome P450 Homepage. Дата обращения: 14 октября 2010. Архивировано из оригинала 27 июня 2010 года.


Литература

Ссылки
  • Арчаков, А. И. P450 цитохромы / А. И. Арчаков, И. И. Карузина // База знаний по биологии человека.
  • Цитохром P450. Радость здоровья — сила красоты.
Downgrade Counter