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細胞色素P450

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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：InterPro）IPR001128
PROSITE（英語：PROSITE）PDOC00081
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）2cpp / 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

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酶超家族，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、脂肪酸和異生物質（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、脂肪酸和激素的生物合成很重要[3]。

CYP酶已在所有生命界中被發現：動物，植物，真菌，原生生物，細菌和古菌以及病毒[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酶，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鐵（並且最終還原分子氧）。

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：如脂質與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 CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、 CYP3A4。

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 可免費查閱. 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 可免費查閱. 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 可免費查閱. 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 可免費查閱. 
  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

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