Реферат Курсовая Конспект
Ферменты, участвующие в метаболизме ксенобиотиков. - раздел Химия, Рабочая тетрадь по биохимии (Различные Соединения Конкурируют За Места Связывания С Цито...
|
(Различные соединения конкурируют за места связывания с цитохромом Р450)
Установленные закономерности функционирования микросомальных монооксигеназ получены преимущественно при исследовании печеночной ткани.
Катализируемые цитохромом Р450 реакции обычно можно описать уравнением:
RH +О2 + NADPH + Н+ R-OH + H20 + NADP+
Цитохром Р450 называют также оксигеназой смешанного действия, поскольку он не только гидроксилирует субстрат, но и восстанавливает O2 до Н20. Последовательность реакций биотрансформации липофильного ксенобиотика цитохромом Р450 представлена на схеме 1.
. Общая схема биотрансформации химических веществ микросомальными монооксигеназами печени
Вещество, подвергающееся биотрансформации (АН), на I стадии взаимодействует с окисленной формой цитохрома Р450 (Fe3+) с образованием фермент-субстратного комплекса (AH-Fe3+). На II стадии фермент-субстратный комплекс восстанавливается (AH-Fe2+) электроном, поступающим из НАДФ-Н-зависимой цепи переноса от НАДФ-Н посредством НАДФ-Н-цитохром Р450-редуктазы при возможном участии цитохрома b5. III стадия характеризуется взаимодействием восстановленного фермент-субстратного комплекса с кислородом (АН-Fе2+-О2) Присоединение кислорода осуществляется с большой скоростью. На IV стадии тройной комплекс фермент-субстрат-кислород (AH-Fe2+O2-) восстанавливается вторым электроном, который, по-видимому, поступает из НАД-Н-специфической цепи переноса, включающей НАДН-цитохром b5 редуктазу, НАДН и, возможно, цитохром b5. V стадия характеризуется внутримолекулярными превращениями восстановленного тройного комплекса — фермент-субстрат-кислород (AH-Fe2+022- AH-Fe3+-022-) и его распадом с освобождением воды и гидроксилированного субстрата. При этом цитохром Р450 переходит в исходную форму, готовую к взаимодействию со следующей молекулой субстрата. Лимитирующей стадией этого процесса является превращение тройного комплекса после его восстановления вторым электроном.
Первый электрон, поступающий из НАДФН-зависимой цепи, участвует в восстановлении Fe3+ (вторая стадия). Второй электрон поступает из НАДН·Н+-зависимой цепи и расходуется на образование активированного комплекса в четвертой стадии процесса гидроксилирования.
5. Сформулируйте, в чем заключается роль глутатиона в метаболизме ксенобиотиков.Ответ Наиболее широка и многообразна активность семейства глутатионтрансфераз, метаболизируюших тысячи ксенобиотиков. Большинство этих ферментов находится в цитоплазме, но некоторые из них локализованы в мембранах ЭПС и митохондрий. Основная реакция - конъюгация с восстановленным глутатионом – γ-глутамилцистеинил-глицином (G-SH) - протекает в двух вариантах: 1) присоединение к субстрату (алкены и эпоксиды) полной молекулы G-SH, 2) нуклеофильное замещение по электрофильным атомам углерода (галоген- и нитроалканы), азота (тринитроглицерин), серы (тиоцианаты и дисульфиды) или фосфора (метилпаратион).
При дальнейшем метаболизме глутатионовые конъюгаты переходят в меркаптуровые кислоты или меркаптаны. Кроме того, глутатионтрансферазы восстанавливают органические гидроперекиси в спирты и изомеризуют некоторые стероиды и простагландины.
6. В чем проявляется взаимосвязь биотрансформации ксенобиотиков и активации свободно-радикальных процессов? Ответ: В зависимости от условий реакции цитохром Р450 может функционировать в микросомах как одно- , двух- и четырёхэлектронная оксидаза, прямо генерируя О2ׁˉ, Н2О2 и Н2О в активном центре фермента. Активные формы кислорода могут образовываться в результате разобщения микросомальных моноокисгеназных реакций. При этом часть активных молекул кислорода не вступают в реакцию с субстратом, а высвобождаются из восстановленных комплексов цитохрома Р450.
Существование в клетке оксидазных и оксигеназных систем, генерирующих активные формы кислорода позволило предположить, что кислородные радикалы играют регулирующую роль в распаде белка. В связи с этим, цитохром Р450-зависимая монооксигеназная система также может быть вовлечена в окислительную инактивацию внутриклеточных ферментов. В тоже время цитохром Р450, генерируя активные формы кислорода в каталитическом цикле, может действовать и как «фермент-самоубийца». Важно отметить, что ранее существующее мнение о неспецифичности окислительной модификации ферментных белков в процессе катализа в настоящее время подвергнуто сомнению. Так в работах А.И. Арчакова с соавт. (1995) показано, что инактивация цитохрома Р450 носит селективный характер. Модифицируется лишь тот фермент, на котором образуются активные формы кислорода. Механизм разрушения цитохрома Р450 перекисью водорода, по-видимому, включает образование гидроксильных радикалов в реакции Фентона, которые могут окислять гем и модифицировать некоторые аминокислоты вблизи каталитического центра, что позволяет эндогенным протеазам узнать модифицированный фермент и подвергнуть его гидролитическому расщеплению. В этом случае распад белка носит не случайный характер, а направлен на удаление каталитически модифицированных молекул. В отличие от неспецифической модификации белка, наблюдаемой в системах, генерирующих активные формы кислорода, окислительная самоинактивация цитохрома Р450 в гидроксилазных реакциях может специфически регулировать распад только работающего фермента. Возможно, что модифицированные ферменты разрушаются как посредством прямой фрагментации под действием кислородных радикалов, так и вследствие протеолиза. В то же время, генерируя активные формы кислорода, цитохром Р450 – монооксигеназная система может участвовать в окислительной инактивации других внутриклеточных ферментов, регулируя тем самым их распад в клетке. Необходимо отметить, что эта реакция очень сходна с реакцией модификации макромолекул в NADРH – оксидазной системе фагоцитов в процессе их микробицидного действия. Причём во всех типах реакций каталитически образующаяся перекись водорода играет ведущую роль.
Таким образом, возможность самоинактивации определённых форм цитохрома Р450 со всеми вытекающими последствиями необходимо учитывать при рассмотрении таких ситуаций, когда в организм человека поступают извне чужеродные соединения, в том числе лекарственные вещества, в повышенных количествах.
Практические навыки, которыми должен овладеть студент :уметь сформулировать принципиальное различие между митохондриальным и микросомальным окислением.
Темы реферативных сообщений по теме:
Классификация свободнорадикальных форм в организме человека и их роль в жизнедеятельности
Практические навыки, которыми должен овладеть студент – знать механизмы антирадикальной защиты организма
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Челябинская государственная медицинская академия... Министерства здравоохранения Российской федерации... ГБОУ ВПО ЧелГМА Минздрава России...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Ферменты, участвующие в метаболизме ксенобиотиков.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов