Slayt Başlığı Yok

İLAÇ METABOLİZE EDEN
ENZİM SİSTEMLERİ
POLİMORFİZMLERİ ve KANSER
İLİŞKİSİ
Prof.Dr.Öge ÇETİNKAYA
Yrd.Doç.Dr.Hatice PINARBAŞI
Biyokimya Anabilim Dalı
. Ksenobiyotik metabolizması 2 fazlı bir işlemdir.
Faz I Tepkimeleri:
1-Oksidasyonlar
a-Karışık fonksiyonlu oksidazlar ( CYP450)
Aromatik hidroksilasyon
Epoksidasyon
Alifatik hidroksilasyon
Oksidatif dealkilasyon
b-N ve S oksidasyon
Deaminasyon
Desülfirasyon
Deklorinasyon
2-Kopma tepkimeleri
3-Hidroliz tepkimeleri
4-İndirgenme tepkimeleri
Birinci fazda oksidasyonredüksiyon ve hidroliz tepkimeleri
ile moleküle OH, COOH, NH2 ve SH
gibi polar gruplar eklenir.
İkinci faz tepkimeleri ise
sentetik tepkimelerdir. Molekülün
inaktivasyonu ve atılımı ile ilgilidir.
Bu tepkimeler konjugasyon
tepkimeleri olarak adlandırılır.
P450 Yapısı: Kofaktör heme bir globin kıvrımı
ile bağlanır.
Globin kıvrımı:
hepsi helikal, ~ 3 + 3
heliksleri
SİTOKROM P450 Metabolizmaları (II)
Katalitik bir siklusta
substratlar monooksijenedir..
HEM ‚in demir kısmı
5
SİTOKROM P450 SİSTEMİ
Enzimleri demir içeren proteinlerdir. NADPH ve
NADPH Redüktaz ile lokalize olmuşlardır.
CYP450
NADPH + O2 + SH

NADP+ + H2O + S-OH
P450 elektron transport sistemi NADPH elektronların
bir flavoproteine / (FP) verir. Bu FP=NADPH – CYT
P450 Redüktazdır. Hem FAD hem de FMN yi prostetik
grup olarak taşır. FAD elektronların giriş, FMN ise
çıkış noktasıdır.
SİTOKROM P450 REAKSİYON DİZİNİ
Sitokrom P450 Ailesi
Katalize ettikleri reaksiyonlardan bazıları
(20‘dan fazlası bilinmektedir )
Aromatic
hydroxylation
Aromatic epoxidation
Aliphatic
hydroxylation
Alkene epoxidation
N-dealkylation
O-dealkylation
S-dealkylation
N-oxidation
N-hydroxylation
S-oxidation
Aldehyde oxidation
Androgen
Halothane oxidation
Halothane reduction
Arginine oxidation
Cholesterol side-chain cleavage
Dehydrogenation
Dehalogenation
Azoreduction
Deamination
Desulphuration
Amide hydrolysis
Ester hydrolysis
Peroxidation
Denitration
NİTROZAMİNLERİN DEALKİLASYON ve DENİTROZASYON
TEPKİMELERİ
MEMELİ
CYP 450
AİLE
ve
ALT AİLELERİ
CYP 2 E 1 ; çoğu endüstriyel ve
çevresel kimyasallar ve ilaçlar olan
çok sayıdaki küçük molekül ağırlıklı
ve yüksüz molekülün
biyotransformasyonunda önemlidir.
2E1 substrat ve indükleyicileri
tabloda görülmektedir. CYP2E1
geninin polimorfik olarak dağıldığı ve
polimorfizmin bazı kanserlerle ilgili
olduğuna dair çalışmalar mevcuttur.
CYP 450 2E1’ in
SUBSTRATLARI
ve
İNDÜKLEYİCİLERİ
İnsan
CYP1A1
enzimi
poliaromatik
hidrokarbonlar (PAH) ve aromatik aminler gibi
tütün prokarsinojenlerinin aktivasyonunda
yer alır.
Kafkas populasyonunun ~ %10 u CYP1A1 in
B a P-hidroksilaz veya Aril hidrokarbon
hidroksilaz
olarak
adlandırılan
ve
indüklenebilen formunu içerir.
Bu formun bronş, larinks ve ağız boşluğu
tümörleri ile ilgili olduğu bildirilmiştir.
Faz II Tepkimeleri:
Konjugasyon
• Konjugasyon tepkimeleri
– Glukuronidasyon
– Sulfasyon
– Asetilasyon
– Metilasyon
– Glutatyon konjugasyonu
– Amino asid konjugasyonu
Glukuronidasyon
O
-
COO
HN
OH
O
OH
O
O P O P O
OH
-
O
Glucuronic acid
-
O
N
O
O
OH OH
UDP-Glukuronil Transferaz
• Karaciğer, böbrek, bağırsak, deri, beyin, dalak
ve nazal mukozada yerleşiktir.
• Alkollerle, fenollerle, karboksilik asitlerle
aromatik ve alifatik aminler ve serbest sülfidril
gruplarıyla konjugatlar oluşturur.
• Genel olarak, yüksek nükleofilik
heteroatomlarla reaksiyona girer (O,N, or S).
Asetaminofen’in
Glukuronidasyonu
O
HN
OH
O
CH3
HN
CH3
-
OC6H8O6
Sülfasyon
• Sülfasyon tepkimeleri
glukuronitleşebilen bileşiklerin bir
çoğu ile oluşabilir.
• Enzim: Sülfotransferazlar (sitozolik)
– Kofaktör:
H2N
N
N
-
O
O
O
S O
P O
O
-
O
N
O
N
-
OPO3 OH
3’-phosphoadenosine-5’-phosphosulfate (PAPS)
Asetaminofen’in Sülfasyonu
O
H
N
O
H
CH3
N
PAPS
sülfotransferaz
OH
OSO3
CH3
Asetoaminofen’in
Metabolizması
O
H
O
O
N
H
CH3
-
OSO3
N
H
CH3
(PAPS)
(UDP-GA)
Sülfotransferaz
UDP-glukuronil
transferaz
OH
N
CH3
-
OC6H8O6
Asetaminofenin
Metabolizma
Ürünleri
Metilasyon
• Ksenobiyotik metabolizmasında minör bir
yoldur.
• Metiltransferazlar tarafından
katalizlenirler (Örn. N-metiltransferaz,
fenol-O-metiltransferaz).
• Kofaktörü S-adenozilmetiyonindir (SAM).
• Nükleofilik heteroatomlarla (O, N, S gibi )
tepkimeye girer.
Asetilasyon
• Aromatik aminlerin
metabolizmasında major bir
yoldur.
• Aromatik aminler amidlere asetile
olurlar.
• Enzim: N-asetiltransferaz (NAT)
• Kofaktör: Asetil Ko A
KoA – S – COCH3
Glutatyon Konjugasyonu
• Enzim: Glutatyon-S-transferaz (GST)
• Kofaktör: Glutatyon
• Glutatyon, glisin, sistein ve glutamik asitten
oluşan bir tripeptittir.
• GSH ile elektrofilik ara bileşikleri konjuge eder.
– Elektrofilik karbon atomları (epoksitlerdeki
karbon gibi)
– Elektrofilik heteroatomlar
– Aril halidler
– Polarize çift bağlar.
Endüstriyel kimyasallar ve ilaçların bazıları
glutatyon ile direkt konjuge olabildiği halde bir
çok durumda elektrofilik merkezler CYP450
sistemi ya da diğer oksidazlar tarafından
katalizlenen enzimatik tepkimeler sonucu
oluşur.
Örneğin, benzo (a) pren CYP4501A1 tarafından
karsinojenik ve mutajenik epoksitlere
dönüştürülür. Parasetamol ise benzer bir
enzimatik yolla güçlü elektrofilik moleküle Nasetil benzokinon’a oksidatif olarak çevrilir.
GST lerin çeşitli formları vardır, çoğu
çok geniş, birbiri ile çakışan substrat
özelliğine sahiptir.
GST ler primer yapılarına göre farklı
sınıflar içinde gruplandırılır.
Şimdiye kadar memelilerde Alfa (
,GSTA) Mu ( µ,GSTM) , Pj ( ,GSTP),
teta ( , GSTT) olmak üzere 4 sınıf
GST tanımlanmıştır.
İNSAN
GST’LERİNİN
ADLANDIRILMASI
GST enzimlerindeki polimorfizm ilk kez
1985 te Serdegord ve ekibi tarafından
transstilben oksit (TSO) e karşı GST
aktivitesi tayini ile gösterilmiştir.
GSTM1’in GSTM1 a , GSTM1b ve GSTM1 O
olmak üzere üç allelik formu vardır. GSTM1
O
delesyona uğramış ( null) alleli
göstermektedir. GSTM1a ve GSTM1b 173.
pozisyondaki amino asit yönünden farklıdır
ve şimdiye dek denenen tüm substratlara
karşı benzer aktiviteye sahiptir.
GSTM1, benzoapren gibi bilinen bazı
karsinojenlerin oksidatif ürünlerini içeren
çeşitli epoksitlerin detoksifikasyonunda
aktiftir. Benzopren sigara dumanında da
bulunan bir yan ürün poliaromatik
hidrokarbon (PAH) dır.
İnsan hücre veya vücut sıvılarıyla yapılan
invitro çalışmalarda; çalışmaların çoğu
GSTM1 yönünden eksik bireylerin epoksit
karsinojenlerin genotoksik etkilerine daha
duyarlı olabileceğine işaret eder.