Merck

一期药物代谢

Robert Gates

MilliporeSigma, St. Louis

一期生物转化反应在药物上引入或暴露官能团,目的是增加化合物的极性。尽管一期药物代谢发生在大多数组织中,但代谢的主要和首过部位发生在肝循环期间。其他的代谢发生在胃肠上皮、肾、皮肤和肺组织。在细胞内,大多数一期酶位于内质网中,因此富含微粒体制剂。

一期反应大致分为三类:氧化、还原和水解。由于大多数小分子药物本质上是亲脂性的,因此药物代谢会将这些疏水性化合物转化为可以排泄掉的更加水溶性的化合物。通常,氧化是最常见的一期反应。肝细胞色素P450系统是一期氧化系统中最重要的系统(图1)。

肝微粒体细胞色素P450

图 1.我们的肝微粒体细胞色素P450酶是膜结合氧酶,在活性位点附近含有硫醇盐血红素。用于氧化机制的电子供给是由偶联的NAD(P)H还原酶和细胞色素b5系统提供的。直到最近,从人体组织中分离和重组天然酶的困难,阻碍了它们用于具有明确定义的体外药物代谢系统的研究。因此,多酶微粒体制剂通常用于阐明药物和其他异生素的氧化物命运。我们的重组微粒体制剂具有单细胞色素P450同工酶活性的优点。

细胞色素P450酶

细胞色素P450是单加氧酶超级家族的成员,其催化异生素的氧化代谢(这是生物转化的第一步)和消除多种药物和环境污染物。P450主要位于肝组织的内质网中。

细胞色素P450酶

Cerosomes:在酵母中表达的P450微粒体

使用真核酵母宿主允许活性同工酶的有效表达,具有更准确的翻译后修饰。在一些制剂中,从表达人细胞色素P450同工酶和人NADPH还原酶和细胞色素b5的酿酒酵母制备Cerosomes。

真核系统提供了具有以下优点的同工酶系统:

  • 重组同工酶模拟活性的天然人类酶
  • 更高的比活性和更好的信噪比(图2
  • 一致且可重复的结果
荧光发射与时间的关系产生每mg蛋白的活性

图 2.与细胞色素P450孵育后,由酶特异性非荧光底物产生的荧光产物测定的比活性。荧光发射与时间的关系产生每mg蛋白的活性。

Cerosomes细胞色素P450同工酶含有50mM磷酸钾(pH7.4)、5%甘油、1mM EDTA和1mM PMSF的溶液。

细胞色素还原酶和细胞色素b5

细胞色素P450系统的氧化机制需要蛋白质的电子传递系统来支持催化作用。细胞色素P450(NADP)还原酶与我们所有的重组细胞色素P450制剂共表达。细胞色素b5也与一些制剂共表达。

细胞色素P450还原酶催化血红素依赖性单加氧酶如EC 1.14.14.1(未指定的异生素单加氧酶2)的还原,并且是微粒体羟基化系统的一部分。该还原酶是含有FMN和FAD的黄素蛋白。它还可以减少细胞色素b5和细胞色素c。

细胞色素b5是15kDa的膜结合黄素蛋白,能够增强P450氧化系统的氧化还原电位。

选择的细胞色素P450底物
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选择的一期酶抗体
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材料
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