Interested Article - Цитохром P450

Цитохром P450 ( цитохром P450-зависимая монооксигеназа , англ. cytochrome P450 , CYP ) — общее название ферментов семейства P450. Входят в класс гемопротеинов , относятся к . Цитохром P450, связанный с монооксидом углерода , имеет максимум поглощения света при длине волны 450 нм, что определило его название .

Цитохромы P450 обнаружены во всех без исключения царствах живых существ — у животных , растений , грибов , бактерий , архей . Эти белки отсутствуют только у облигатно анаэробных организмов . 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 .

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 ) .

Реакции с участием системы цитохрома P450

Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление различных веществ посредством с участием донора электрона НАДФ Н и молекулярного кислорода . В этой реакции один атом кислорода присоединяется к субстрату, а второй восстанавливается до воды .

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 .

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 . Все другие ферменты семейства Р450 локализованы на внутренней митохондриальной мембране , и их каталитические центры обращены в сторону матрикса .

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 .

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 . 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 .

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 .

Семейство	Функции	Состав	Названия
CYP1	метаболизм лекарств и стероидов (особенно эстрогена )	3 подсемейства, 3 гена, 1 псевдоген	, , CYP1B1
CYP2	метаболизм лекарств и стероидов	13 подсемейств, 16 генов, 16 псевдогенов	, , , , , , , , , , , , , , ,
CYP3	метаболизм лекарств и стероидов (включая тестостерон )	1 подсемейство, 4 гена, 2 псевдогена	CYP3A4 , , ,
CYP4	метаболизм арахидоновой кислоты	6 подсемейств, 12 генов, 10 псевдогенов	, , , , , , , , , , ,
CYP5	синтез тромбоксана A ₂	1 подсемейство, 1 ген	(синтаза тромбоксана A ₂ )
CYP7	биосинтез желчных кислот, участие в метаболизме стероидов	2 подсемейства, 2 гена	,
CYP8	различные	2 подсемейства, 2 гена	(синтез простациклина ), (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
CYP21	биосинтез стероидов	2 подсемейства, 1 ген, 1 псевдоген	CYP21A2
CYP24	биодеградация витамина D	1 подсемейство, 1 ген
CYP26	гидроксилирование	3 подсемейства, 3 гена	, ,
CYP27	различные	3 подсемейства, 3 гена	(биосинтез желчных кислот), (1-альфа-гидроксилаза витамин D ₃ , активирующая витамин D ₃ ), (функция не установлена)
CYP39	7-альфа-гидроксилирование 24-гидроксихолестерола	1 подсемейство, 1 ген
CYP46	холестерол 24-гидроксилаза	1 подсемейство, 1 ген
CYP51	биосинтез холестерола	1 подсемейство, 1 ген, 3 псевдогена	(14-альфа ланостерола )

Примечания

↑ , с. 180—181.
↑ , с. 310—311.
↑ Danielson P. B. (англ.) // Current drug metabolism. — 2002. — Vol. 3, no. 6 . — P. 561—597. — . [ ]
↑ Ortiz de Montellano, Paul R. . — 3rd edition. — New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. — ISBN 0-306-48324-6 .
↑ , с. 348—349.
(неопр.) . Дата обращения: 14 октября 2010. Архивировано из 27 июня 2010 года.

Литература

Нельсон, Д. Основы биохимии Ленинджера : в 3 т. / Д. Нельсон, М. Кокс. — М. : БИНОМ, 2014. — Т. 2. — С. 348—349. — 636 с. — ISBN 978-5-94774-366-1 .
Бриттон, Г. 5.5.9. Цитохром P450 // = Britton, G. The Biochemistry of Natural Pigments : [ англ. ] . — Cambridge University Press, 1983. / Пер. с англ. канд. биол. наук В. Д. Цыдендембаева; под ред. проф. М. Н. Запрометова. — М. : Мир, 1986. — С. 180–181. — 422 с. : ил. — 3050 экз. — ББК 28.072 . — УДК .
Кольман, Ян. [yanko.lib.ru/books/biolog/nagl_biochem/ Наглядная биохимия] = Taschenatlas der Biochemie : [пер. с нем. ] / Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем. — М. : Мир, 2000. — 470 с. — 7000 экз.
Пономаренко, Т. М. / Т. М. Пономаренко, Д. А. Сычёв, А. О. Чикало … [ и др. ] // Фармакокинетика и Фармакодинамика. — 2012. — № 1. — С. 25—28.
: новые области применения знаний о цитохроме Р450 = Catalytic converter : harnessing the P450 : [ англ. ] // _en . — 2003. — April. — P. 9–11. // Антибиотики и антимикробная терапия. — 2003. — 6 мая.