細胞色素P450

細胞色素P450[1](英語:cytochrome P450,縮寫 CYP)是包含血基質(heme)作為輔因子的一個龐大的超家族,具單加氧酶功能[2][3][4]。在哺乳動物中,這些蛋白質氧化類固醇脂肪酸異生物質英語Xenobiotic(外源化學物),對多種化合物的清除英語Clearance (pharmacology),以及激素的合成和分解都很重要。在植物中,這些蛋白質對於防禦性化合物脂肪酸激素的生物合成很重要[3]

細胞色素P450
細胞色素P450氧化酶(CYP2C9)
鑑定
標誌p450
PfamPF00067舊版
InterPro英語InterProIPR001128
PROSITE英語PROSITEPDOC00081
SCOP英語Structural Classification of Proteins2cpp / SUPFAM
OPM英語Orientations of Proteins in Membranes database家族41
OPM英語Orientations of Proteins in Membranes database蛋白1w0f

CYP酶已在所有生命中被發現:動物植物真菌原生生物細菌古菌以及病毒[5]。 但是,它們並不是無處不在。 例如,在大腸桿菌中尚未發現它們[4][6] 。 已知有超過50,000種不同的CYP蛋白[7]

CYP通常是電子轉移鏈中的末端氧化,大致可歸類為含P450的系統英語P450-containing systems(P450-containing systems)。 術語「 P450」是從處於還原狀態並與一氧化碳絡合的酶的最大特徵吸收波長(450 nm)處的分光光度的峰值而得名P450。 大多數CYP都需要蛋白質伴侶來傳遞一個或多個電子以還原(並且最終還原分子)。

大多數細胞色素P450酶的功能是催化氧化有機化合物。細胞色素P450的受質包括有:如脂質類固醇激素的代謝中間產物,亦有藥物與其他毒性化學物質等非生物物質。細胞色素P450類是涉及肝臟藥物代謝與生物激活作用的主要酶類,約佔到各種代謝反應總數的75%。

由細胞色素P450催化的最常見反應就是單加氧酶反應,例如將氧氣中的一個氧原子插入到有機底物(以RH表示)中,而另一個氧原子被還原形成水:

RH + O2 + 2H+ + 2e → ROH + H2O

在P450催化循環。左下角的「Fe(V)中間體」是一種簡化:它是帶有自由基血紅素配體的Fe(IV)。
類固醇生成(Steroidogenesis),顯示出細胞色素P450酶執行的許多酶活性[8] 。 HSD:羥基類固醇脫氫酶。

酶活檢測

混合探針底物法

該方法可以通過檢測非那西丁 O- 脫乙基( CYP1A2) 、 甲苯磺丁脲甲基羥基化( CYP2C9) 、 奧美拉唑 5- 羥基化(CYP2C19) 、 右美沙芬 O- 脫甲基化( CYP2D6) 和咪達唑侖 1'- 羥基化( CYP3A4) 的反應產物確定細胞色素P450 酶的活性。[9]

抑制劑

抑制劑強度分級規則

細胞色素P450 酶的抑制劑強度分級規則[10]如下:

  1. IC50 <1 μmol·L-1為強抑制劑
  2. 1μmol·L-1< IC50 <10μmol·L-1 為中等強度抑制劑
  3. 10 μmol·L-1< IC50 <100 μmol·L-1 為弱抑制劑
  4. IC50 >100 μmol·L-1 ,在臨床上產生明顯酶抑制作用的可能性較小

相關抑制劑

參見 CYP1A2CYP2C9CYP2C19CYP2D6CYP3A4

 
細胞色素P450利用氧反彈機制英語Oxygen rebound mechanism,通過「化合物I」(與血紅素陽離子結合的鐵(IV)氧化物)的作用將碳氫化合物轉化為醇。

參見

參考文獻

  1. ^ 漢語推薦使用規範名詞,「細胞色素P450/cytochrome P450/一類以還原態與CO結合後在波長450nm處有吸收峰的含血紅素的單鏈蛋白質」[1]頁面存檔備份,存於互聯網檔案館),全國科學技術名詞審定委員會
  2. ^ Gonzalez FJ, Gelboin HV. Human cytochromes P450: evolution and cDNA-directed expression. Environmental Health Perspectives. November 1992, 98: 81–5. PMC 1519618 . PMID 1486867. doi:10.1289/ehp.929881. 
  3. ^ 3.0 3.1 Cytochrome P450. InterPro. [2020-06-07]. (原始內容存檔於2013-05-14). 
  4. ^ 4.0 4.1 Danielson PB. The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans. Current Drug Metabolism. December 2002, 3 (6): 561–97. PMID 12369887. doi:10.2174/1389200023337054. 
  5. ^ Lamb DC, Lei L, Warrilow AG, Lepesheva GI, Mullins JG, Waterman MR, Kelly SL. The first virally encoded cytochrome p450. Journal of Virology. August 2009, 83 (16): 8266–9. PMC 2715754 . PMID 19515774. doi:10.1128/JVI.00289-09. 
  6. ^ Sigel R, Sigel A, Sigel H. The Ubiquitous Roles of Cytochrome P450 Proteins: Metal Ions in Life Sciences. New York: Wiley. 2007. ISBN 978-0-470-01672-5. 
  7. ^ Nelson D. Cytochrome P450 Homepage. Human Genomics (University of Tennessee). 2009, 4 (1): 59–65 [2014-11-13]. PMC 3500189 . PMID 19951895. doi:10.1186/1479-7364-4-1-59. (原始內容存檔於2010-06-27). 
  8. ^ Häggström, Mikael; Richfield, David. Diagram of the pathways of human steroidogenesis. WikiJournal of Medicine. 2014, 1 (1). ISSN 2002-4436. doi:10.15347/wjm/2014.005 . 
  9. ^ 郭喻,汪暉. 人細胞色素 P450 同工酶探針底物特異性的研究進展[J]. 中國藥理學通報, 2007, 23( 7) : 851 -4.
  10. ^ Parmentier Y,Bossant M J,Bertrand M,et al. In vitro studies of drug metabolism[M]/ / Testa B,van de Waterbeemd H. Comprehensive Medicinal Chemistry Ⅱ - ADME- Tox Approaches. Beijing:Science Press, 2007: 246.

外部連結