Структура и регуляция активности ферментов подсемейства 3А цитохрома Р-450 (стр. 9 из 11)

Механизм суицидального ингибирования вовлекает CYP3A-зависимое формирование реактивного метаболита (ов), который в форме ковалентной связи с ферментом ведет к ее инактивации. Соответственно, в естественных условиях эффективность зависит от общей суммы, в большинстве от концентрации ингибитора, который подвергается экспозиции CYP3A; количества CYP3A; и порционирования реактивного метаболита между CYP3A и другими макромолекулами, относительно уровня ресинтеза нового фермента [114]. Поэтому, возможно, что, из-за меньшего количества CYP3A представленного в энтероцитах, в сравнении с печенью [64], механизм-основанное ингибирование после перорального приема, например, ацетиленовых стероидов селективно ингибирует скорее кишечный, чем печеночный метаболизм.

Интересными можно считать данные о взаимодействии CYP3A и Р-гликопротеида.

P-гликопротеид у людей – продукт MDR1 гена, который функционирует как трансмембранный насос. Его суперэкспрессия и роль в развитии мультилекарственной резистентности опухолевых клеток, подвергнутых экспозиции средствами химиотерапии, хорошо известны [17]. Однако, P-гликопротеид - также представлен в нескольких нормальных тканях [17], где рассматривается как функционирующий в системах: абсорбции кишечного эпителия, предотвращения распространения лекарственного средства (гематоэнцефалический барьер), или стимуляции элиминации лекарственного средства (печеночная каналикулярная мембрана и проксимальный почечный каналец). Таким образом, P-гликопротеид - колокализован в клетках, в которых CYP3A также экстенсивно экспрессируется, например энтероциты и гепатоциты. Эти два белка, функционируют в направлении контроля внутриклеточной концентрации ксенобиотиков. Известно, что значительное перекрытие спектров существует между химическими веществами и лекарственными препаратами, взаимодействующими с P-гликопротеидом и CYP3A [18]. Это вероятность случайна и скорее следует из широких специфик субстратов индивидуальных белков, чем из более фундаментальной взаимосвязи. Например, значительное число, но не все (например бензодиазепины), CYP3A субстраты взаимодействует с P-гликопротеидом как субстраты и-или ингибиторы (блокаторы кальциевых каналов, азол, противогрибковые средства, иммунодепрессанты и антибиотики с макроциклическим лактонным кольцом). Соответственно, коадминистрация двух CYP3A субстратов может иметь в результате взаимодействия, которые отражают ингибирование 1) только метаболизма, 2) только снижение P-гликопротеина, или комбинация обоих эффектов [19]. [Thummel K. E. In vitro and in vivodrug interactions involving HUMAN CYP3A. ,Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.1998. 38:389-430]

Watkins в 1985 году идентифицировал глюкокортикоид-индуцибельный цитохром P450 в человеческой печени. Molowa в 1986 году сообщил о полной cDNA последовательности этого P450. Wrighton и Vandenbranden в 1989 изолировали CYP3-тайп цитохрома P450 из человеческой плодной печени. Гибридизацией соматической клетки и гибридизацией in situ, Riddell и в 1987 году определил, что ген, кодирующий фермент нифидипин- оксидазу (CYP3) находится на 7 хромосоме. Назначение 7 хромосомы было подтверждено Gonzalez в 1988 году методом использования гибридов соматической клетки. Эти авторы также обеспечили дополнительное доказательство в поддержку тождества P450PCN1 и нифидипин- оксидазы. Многоточечным анализом связи, использующим DNA маркеры, с известным расположением на хромосоме 7, Brooks в 1988 году пришел к заключению, что наиболее вероятное месторасположение CYP3 является- 7q21-q22.1. Никакая рекомбинация с COL1A2 (120160) маркером не была найдена. Spurr в 1989 году определил CYP3 на 7q22-qter изучением набора гибридов соматической клетки по принципу человек- грызун. Inoue в 1992 году отобразил CYP3A4 к 7q22.1 флюоресценцией гибридизации in situ. Далее, Lehmann в 1998 году идентифицировал отдельный рецептор ядра человека, названный прегнан X рецептором (PXR), который связывается с элементом ответа в CYP3A4 промоторе и активизируется широким диапазоном лекарственных препаратов, известных как идукторы экспрессии CYP3A4. При сравнении человеческого PXR с Pxr мыши получены различия в их активации некоторыми медикаментами, которые можно частично объяснить видоспецифичными эффектами соединений на экспрессию CYP3A4 гена. Эти результаты обеспечили возможность объяснения на молекулярном уровне способности неполярных химических соединений индуцировать CYP3A4 и, кроме того, обеспечили основание для разработки в исследованиях in vitro, возможностей предикции взаимодействия медикаментов у человека. Индукция CYP3A ферментов видоспецифична и включает в себя 1 и более клеточных факторов или рецептор-подобных ксеносенсоров.

Рис.10 - Механизм индукции генов цитохрома Р-450 с учетом роли ядерных рецепторов и других внутриклеточных систем

Xie в 2000 году идентифицировал PXR/SXR как один из таких факторов. Он показал что целенаправленный сбой Pxr гена мышей блокировал индукцию CYP3A прототипами индуктора типа дексаметазона или прегненолон-16-альфа-карбонитрила. У Pxr-свободных мышей, несущих трансген для активизированной формы человеческого SXR, с конститутивно высоким уровнем экспрессии CYP3A гена, происходило усиление протекторной функции относительно токсических ксенобиотиков. Xie также продемонстрировал, что разновидности начал рецептора, скорее всего представляют собой структуру промотора CYP3A генов, который отвечает за видоспецифичный образец индукции CYP3A. Таким образом, появилась возможность генерировать 'гуманизированных' мышей, содержащих трансген, которые были чувствительны к человеческим специфическим индукторам типа антибиотика рифампицина. Xie сделал заключение, что SXR/PXR гены кодируют первичные видоспецифичные ксеносенсоры, которые являются посредниками адаптивного печеночного ответа, и могут представлять основу биохимического механизма человеческой ксенопротекции. [N. Engl. J.Med 338, 916, 1998; Drug Metab. Dispo 27, 1260, 1999]. Tirona в 2003 году доказал, что отдельный нуклеарный рецептор гепатоцита нуклеарный фактор -4-альфа (HNF4A; 600281) вовлечен в PXR- и CAR-опосредованную активацию транскрипции CYP3A4. Он идентифицировал специфический цис-действующий элемент энхансера CYP3A4 гена , который способствует закреплению HNF4-альфа и таким образом способствует PXR- и CAR-опосредованной активации гена. Фетальные мыши с условным делетированным Hnf4-альфа демонстрировали снижение или отсутствие экспрессии CYP3A. Кроме того, взрослые мыши с условно делетированным геном в тканях печени демонстрировали снижение базальной и индуцированной экспрессии CYP3A. Эти данные идентифицировали HNF4-альфа как важный регулятор координации реакции на ксенобиотики, опосредованной нуклеарным рецептором.

Рис 11 - Роль ядерных рецепторов в процессе транскрипции гена