PROFILBARU.COM

Цитохром P450
Цитохром P450
	; Молекула цитохрома P450eryF
Обозначения
Символы	CYP
CAS	9035-51-2
	Информация в Викиданных ?

Цитохром P450 (цитохром P450-зависимая монооксигеназа, англ. cytochrome P450, CYP) — общее название ферментов семейства P450. Входят в класс гемопротеинов, относятся к цитохромам типа b^[англ.]^[1]. Цитохром P450, связанный с монооксидом углерода, имеет максимум поглощения света при длине волны 450 нм, что определило его название^[1]^[2].

Цитохромы P450 обнаружены во всех без исключения царствах живых существ — у животных, растений, грибов, бактерий, архей^[3]. Эти белки отсутствуют только у облигатно анаэробных организмов^[3]. Описано около 11 500 белков системы CYP. P450 бактерий и архей растворён в цитоплазме, в эволюционном смысле это наиболее древняя форма цитохрома P450. У эукариотических организмов P450 являются мембранными белками^[3].

Система цитохрома P450 участвует в окислении многочисленных соединений, как эндогенных, так и экзогенных. Ферменты этой группы играют важную роль в обмене стероидов, желчных кислот, ненасыщенных жирных кислот, фенольных метаболитов, а также в нейтрализации ксенобиотиков (лекарств, ядов, наркотиков)^[1]^[2]^[4].

Реакции с участием системы цитохрома P450

Цитохром Р450-зависимые монооксигеназы катализируют расщепление различных веществ посредством гидроксилирования^[англ.] с участием донора электрона НАДФН и молекулярного кислорода. В этой реакции один атом кислорода присоединяется к субстрату, а второй восстанавливается до воды^[1]^[2].

Ферменты семейства цитохрома P450, в отличие от остальных гемопротеинов, как правило, обладающих одним типом активности и строго определённой функцией, достаточно разнообразны по функциям, типам ферментативной активности, зачастую обладают малой субстратной специфичностью. P450 могут проявлять как монооксигеназную, так и оксигеназную активность, поэтому иногда относятся к оксидазам со смешанной функцией^[1]^[4].

Оксигеназные реакции, катализируемые цитохромом Р450, весьма разнообразны. Одна из самых распространённых реакций окисления ксенобиотиков — окислительное деалкилирование, сопровождающееся окислением алкильной группы, присоединённой к атомам N, O или S. Этот процесс происходит в эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) гепатоцитов. Их субстратная специфичность невелика. Они наиболее эффективно катализирует окисление неполярных соединений с алифатическими или ароматическими кольцами. P450 печени, помимо прочего, участвует в окислении спиртов до соответствующих альдегидов. Гидроксилирование гидрофобных соединений улучшает их растворимость в воде и способствует выведению через почки. У разных людей набор цитохромов Р450 в ЭПР различается в силу генетических особенностей. В связи с этим изучение ферментативной системы Р450 имеет большое значение для фармакологии^[2]^[3]. Все другие ферменты семейства Р450 локализованы на внутренней митохондриальной мембране, и их каталитические центры обращены в сторону матрикса^[5].

Другой распространённый тип реакций — гидроксилирование циклических соединений (ароматических, предельных и гетероциклических углеводородов). Ферменты семейства Р450 могут также катализировать реакции гидроксилирования алифатических соединений, N-окисление, окислительное дезаминирование, реакции восстановления нитросоединений^[2]^[4].

Цитохромы P450 катализируют омега-окисление насыщенных жирных кислот, перекисное окисление ненасыщенных жирных кислот, гидроксилирование стероидных гормонов, желчных кислот и холестерина, биосинтез простагландинов и витамина D^[2]^[4]. Стероидогенные клетки содержат митохондрии, специализирующиеся на синтезе стероидов. Такие митохондрии обычно крупнее митохондрий клеток других тканей и имеют более развитую и извитую поверхность внутренней мембраны^[5].

Гены цитохрома P450 человека

У человека выявлено 57 генов и более 59 псевдогенов системы цитохрома P450. Они подразделяются на 18 семейств и 43 подсемейства. В таблице ниже номенклатура генов цитохромов P450 человека описана более подробно^[6].

Семейство	Функции	Состав	Названия
CYP1	метаболизм лекарств и стероидов (особенно эстрогена)	3 подсемейства, 3 гена, 1 псевдоген	CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1
CYP2	метаболизм лекарств и стероидов	13 подсемейств, 16 генов, 16 псевдогенов	CYP2A6, CYP2A7, CYP2A13, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C18, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP2F1, CYP2J2, CYP2R1, CYP2S1, CYP2U1, CYP2W1
CYP3	метаболизм лекарств и стероидов (включая тестостерон)	1 подсемейство, 4 гена, 2 псевдогена	CYP3A4, CYP3A5, CYP3A7, CYP3A43
CYP4	метаболизм арахидоновой кислоты	6 подсемейств, 12 генов, 10 псевдогенов	CYP4A11, CYP4A22, CYP4B1, CYP4F2, CYP4F3, CYP4F8, CYP4F11, CYP4F12, CYP4F22, CYP4V2, CYP4X1, CYP4Z1
CYP5	синтез тромбоксана A₂	1 подсемейство, 1 ген	CYP5A1 (синтаза тромбоксана A₂)
CYP7	биосинтез желчных кислот, участие в метаболизме стероидов	2 подсемейства, 2 гена	CYP7A1, CYP7B1
CYP8	различные	2 подсемейства, 2 гена	CYP8A1 (синтез простациклина), CYP8B1 (биосинтез желчных кислот)
CYP11	биосинтез стероидов	2 подсемейства, 3 гена	CYP11A1, CYP11B1, CYP11B2
CYP17	биосинтез стероидов, 17-альфа гидроксилаза	1 подсемейство, 1 ген	CYP17A1
CYP19	биосинтез стероидов (ароматаза, синтезирующая эстроген)	1 подсемейство, 1 ген	CYP19A1
CYP20	не установлены	1 подсемейство, 1 ген	CYP20A1
CYP21	биосинтез стероидов	2 подсемейства, 1 ген, 1 псевдоген	CYP21A2
CYP24	биодеградация витамина D	1 подсемейство, 1 ген	CYP24A1
CYP26	гидроксилирование ретиноловой кислоты	3 подсемейства, 3 гена	CYP26A1, CYP26B1, CYP26C1
CYP27	различные	3 подсемейства, 3 гена	CYP27A1 (биосинтез желчных кислот), CYP27B1 (1-альфа-гидроксилаза витамин D₃, активирующая витамин D₃), CYP27C1 (функция не установлена)
CYP39	7-альфа-гидроксилирование 24-гидроксихолестерола	1 подсемейство, 1 ген	CYP39A1
CYP46	холестерол 24-гидроксилаза	1 подсемейство, 1 ген	CYP46A1
CYP51	биосинтез холестерола	1 подсемейство, 1 ген, 3 псевдогена	CYP51A1 (14-альфа деметилаза^[англ.] ланостерола)

Примечания

↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Бриттон, 1986, с. 180—181.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ Кольман, Рем, 2000, с. 310—311.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Danielson P. B. The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans. (англ.) // Current drug metabolism. — 2002. — Vol. 3, no. 6. — P. 561—597. — PMID 12369887. [исправить]
↑ ¹ ² ³ ⁴ Ortiz de Montellano, Paul R. Cytochrome P450: structure, mechanism, and biochemistry. — 3rd edition. — New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. — ISBN 0-306-48324-6.
↑ ¹ ² Нельсон, Кокс, 2014, с. 348—349.
↑ Nelson, DR. The Cytochrome P450 Homepage (неопр.). Дата обращения: 14 октября 2010. Архивировано из оригинала 27 июня 2010 года.

Литература

Нельсон, Д. Основы биохимии Ленинджера : в 3 т. / Д. Нельсон, М. Кокс. — М. : БИНОМ, 2014. — Т. 2. — С. 348—349. — 636 с. — ISBN 978-5-94774-366-1.
Бриттон, Г. 5.5.9. Цитохром P450 // Биохимия природных пигментов = Britton, G. The Biochemistry of Natural Pigments : [англ.]. — Cambridge University Press, 1983. / Пер. с англ. канд. биол. наук В. Д. Цыдендембаева; под ред. проф. М. Н. Запрометова. — М. : Мир, 1986. — С. 180–181. — 422 с. : ил. — 3050 экз. — ББК 28.072. — УДК 577.117.3^(G).
Кольман, Ян. [yanko.lib.ru/books/biolog/nagl_biochem/ Наглядная биохимия] = Taschenatlas der Biochemie : [пер. с нем.] / Ян Кольман, Клаус-Генрих Рем. — М. : Мир, 2000. — 470 с. — 7000 экз.
Пономаренко, Т. М. Система цитохрома Р450 в лёгких: роль в патогенезе заболеваний и фармакокинетике лекарственных средств / Т. М. Пономаренко, Д. А. Сычёв, А. О. Чикало … [и др.] // Фармакокинетика и Фармакодинамика. — 2012. — № 1. — С. 25—28.
Каталитический конвертер : новые области применения знаний о цитохроме Р450 = Catalytic converter : harnessing the P450 : [англ.] // Scrip^[англ.]. — 2003. — April. — P. 9–11. // Антибиотики и антимикробная терапия. — 2003. — 6 мая.

Ссылки

Арчаков, А. И. P450 цитохромы / А. И. Арчаков, И. И. Карузина // База знаний по биологии человека.
Цитохром P450 (рус.). Радость здоровья — сила красоты.