细胞色素P450


细胞色素P450[1](英語:cytochrome P450,官方缩写为CYP)是包含血红素作为辅因子的一个庞大的超家族,其起单加氧酶的作用[2][3][4]。 在哺乳动物中,这些蛋白质氧化类固醇脂肪酸异源生物英语Xenobiotic,对清除英语Clearance (pharmacology)各种化合物以及激素合成和分解都很重要。 在植物中,这些蛋白质对于防御性化合物脂肪酸激素的生物合成很重要[3]

细胞色素P450
CytP450Oxidase-1OG2.png
细胞色素P450氧化酶(CYP2C9)
鑑定
標誌p450
PfamPF00067
InterPro英语InterProIPR001128
PROSITE英语PROSITEPDOC00081
 SCOP英语Structural Classification of Proteins2cpp / SUPFAM
 OPM英语Orientations of Proteins in Membranes database家族41
OPM英语Orientations of Proteins in Membranes database蛋白1w0f

CYP酶已在所有生命中被发现:动物植物真菌原生生物细菌古菌以及病毒[5]。 但是,它们并不是无处不在。 例如,在大肠杆菌中尚未发现它们[4][6] 。 已知有超过50,000种不同的CYP蛋白[7]

CYP通常是电子转移链中的末端氧化,大致可归类为含P450的系统英语P450-containing systems(P450-containing systems)。 术语“ P450”是从处于还原状态并与一氧化碳络合的酶的最大特征吸收波长(450 nm)处的分光光度的峰值而得名P450。 大多数CYP都需要蛋白质伴侣来传递一个或多个电子以还原(并且最终还原分子)。

大多数细胞色素P450酶的功能是催化氧化有机化合物。细胞色素P450的受質包括有:如脂质甾体激素的代谢中间产物,亦有药物与其他毒性化学物质等非生物物质。细胞色素P450类是涉及药物代谢与生物激活作用的主要酶类,约占到各种代谢反应总数的75%。

由细胞色素P450催化的最常见反应就是单加氧酶反应,例如将氧气中的一个氧原子插入到有机底物(以RH表示)中,而另一个氧原子被还原形成水:

RH + O2 + 2H+ + 2e → ROH + H2O

在P450催化循环。左下角的“Fe(V)中间体”是一种简化:它是带有自由基血红素配体的Fe(IV)。
类固醇生成(Steroidogenesis),显示出细胞色素P450酶执行的许多酶活性[8] 。 HSD:羟基类固醇脱氢酶。

酶活检测编辑

混合探针底物法编辑

该方法可以通过检测非那西丁 O- 脱乙基( CYP1A2) 、 甲苯磺丁脲甲基羟基化( CYP2C9) 、 奥美拉唑 5- 羟基化(CYP2C19) 、 右美沙芬 O- 脱甲基化( CYP2D6) 和咪达唑仑 1'- 羟基化( CYP3A4) 的反应产物确定细胞色素P450 酶的活性。[9]

抑制剂编辑

抑制剂强度分级规则编辑

细胞色素P450 酶的抑制剂强度分级规则[10]如下:

  1. IC50 <1 μmol·L-1为强抑制剂
  2. 1μmol·L-1< IC50 <10μmol·L-1 为中等强度抑制剂
  3. 10 μmol·L-1< IC50 <100 μmol·L-1 为弱抑制剂
  4. IC50 >100 μmol·L-1 ,在临床上产生明显酶抑制作用的可能性较小

相关抑制剂编辑

参见 CYP1A2CYP2C9CYP2C19CYP2D6CYP3A4

 
细胞色素P450利用氧反弹机制英语Oxygen rebound mechanism,通过“化合物I”(与血红素阳离子结合的铁(IV)氧化物)的作用将碳氢化合物转化为醇。

參見编辑

参考文献编辑

  1. ^ 汉语推荐使用规范名词,"细胞色素P450/cytochrome P450/一类以还原态与CO结合后在波长450nm处有吸收峰的含血红素的单链蛋白质"[1][永久失效連結],全国科学技术名词审定委员会,retrieved on Jan.23,2014.
  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]. (原始内容存档于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. (原始内容存档于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.  已忽略未知参数|doi-access= (帮助)
  9. ^ 郭喻,汪晖. 人细胞色素 P450 同工酶探针底物特异性的研究进展[J]. 中国药理学通报, 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.

外部連結编辑