Citocromo P450

El citocromo P450 ( monooxigenasa dependiente del citocromo P450 , inglés  cytochrome P450 , CYP ) es el nombre común de las enzimas de la familia P450. Pertenecen a la clase de las hemoproteínas , pertenecen a los citocromos tipo b [1] . El citocromo P450, unido al monóxido de carbono , tiene un máximo de absorción de luz a 450 nm, lo que le da su nombre [1] [2] .

Los citocromos P450 se encuentran en todos los reinos de los seres vivos sin excepción: en animales , plantas , hongos , bacterias , arqueas [3] . Estas proteínas están ausentes sólo en organismos anaerobios obligados [3] . Se han descrito alrededor de 11 500 proteínas del sistema CYP. El P450 de bacterias y arqueas se disuelve en el citoplasma , en un sentido evolutivo es la forma más antigua de citocromo P450. En los organismos eucariotas, las P450 son proteínas de membrana [3] .

El sistema del citocromo P450 está implicado en la oxidación de numerosos compuestos, tanto endógenos como exógenos. Las enzimas de este grupo juegan un papel importante en el metabolismo de esteroides , ácidos biliares , ácidos grasos insaturados , metabolitos fenólicos, así como en la neutralización de xenobióticos ( drogas , venenos , narcóticos ) [1] [2] [4] .

Reacciones que involucran el sistema del citocromo P450

Las monooxigenasas dependientes del citocromo P450 catalizan la descomposición de varias sustancias a través de la hidroxilación con la participación del donante de electrones NADPH y el oxígeno molecular . En esta reacción, un átomo de oxígeno se une al sustrato y el segundo se reduce a agua [1] [2] .

Las enzimas de la familia del citocromo P450, a diferencia de otras hemoproteínas , por regla general, tienen un tipo de actividad y una función estrictamente definida, son bastante diversas en funciones, tipos de actividad enzimática y, a menudo, tienen una baja especificidad de sustrato. Las P450 pueden exhibir actividad monooxigenasa y oxigenasa, por lo que a veces se las denomina oxidasas de función mixta [1] [4] .

Las reacciones de oxigenasa catalizadas por el citocromo P450 son muy diversas. Una de las reacciones de oxidación más comunes de los xenobióticos es la desalquilación oxidativa, acompañada de la oxidación de un grupo alquilo unido a los átomos de N, O o S. Este proceso ocurre en el retículo endoplásmico (RE) de los hepatocitos . Su especificidad de sustrato es baja. Catalizan más eficientemente la oxidación de compuestos no polares con anillos alifáticos o aromáticos . El P450 del hígado, entre otras cosas, interviene en la oxidación de alcoholes a los aldehídos correspondientes . La hidroxilación de compuestos hidrofóbicos mejora su solubilidad en agua y promueve la excreción a través de los riñones . En diferentes personas, el conjunto de citocromos P450 en el EPR difiere debido a características genéticas . En este sentido, el estudio del sistema enzimático P450 es de gran importancia para la farmacología [2] [3] . Todas las demás enzimas de la familia P450 se encuentran en la membrana mitocondrial interna y sus centros catalíticos están orientados hacia la matriz [5] .

Otro tipo común de reacción es la hidroxilación de compuestos cíclicos ( hidrocarburos aromáticos , saturados y heterocíclicos ). Las enzimas de la familia P450 también pueden catalizar reacciones de hidroxilación de compuestos alifáticos, N-oxidación, desaminación oxidativa, reacciones de reducción de compuestos nitro [2] [4] .

Los citocromos P450 catalizan la omega-oxidación de ácidos grasos saturados , peroxidación de ácidos grasos insaturados, hidroxilación de hormonas esteroides , ácidos biliares y colesterol , biosíntesis de prostaglandinas y vitamina D [2] [4] . Las células esteroidogénicas contienen mitocondrias especializadas en la síntesis de esteroides. Estas mitocondrias suelen ser más grandes que las mitocondrias de las células de otros tejidos y tienen una superficie más desarrollada y contorneada de la membrana interna [5] .

Genes del citocromo P450 humano

En humanos se han identificado 57 genes y más de 59 pseudogenes del sistema del citocromo P450. Se dividen en 18 familias y 43 subfamilias. La siguiente tabla describe la nomenclatura del gen del citocromo P450 humano con más detalle [6] .

Notas

1. ↑ 1 2 3 4 5 Britton, 1986 , pág. 180-181.
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kolman, Rem, 2000 , pág. 310-311.
3. ↑ 1 2 3 4 Danielson PB La superfamilia del citocromo P450: bioquímica, evolución y metabolismo de fármacos en humanos.  (Español)  // Metabolismo actual de fármacos. - 2002. - vol. 3, núm. 6 _ - Pág. 561-597. —PMID 12369887 .
4. ↑ 1 2 3 4 Ortiz de Montellano, Paul R. Citocromo P450: estructura, mecanismo y bioquímica. — 3ra edición. - Nueva York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2005. - ISBN 0-306-48324-6 .
5. ↑ 1 2 Nelson, Cox, 2014 , pág. 348-349.
6. ↑ Nelson, DR. La página de inicio de Cytochrome P450 (enlace no disponible) . Consultado el 14 de octubre de 2010. Archivado desde el original el 27 de junio de 2010. (indefinido) 

Literatura

• Nelson, D. Fundamentos de la bioquímica de Lehninger: en 3 volúmenes  / D. Nelson, M. Cox. - M.  : BINOM, 2014. - T. 2. - S. 348-349. — 636 pág. — ISBN 978-5-94774-366-1 .
• Britton, G. 5.5.9. Citocromo P450 // Bioquímica de los pigmentos naturales  = Britton, G. La bioquímica de los pigmentos naturales: [ ing. ] . - Prensa de la Universidad de Cambridge, 1983.  / Per. De inglés. candó. biológico Ciencias V. D. Tsydendembaev; edición profe. M. N. Zaprometova. — M  .: Mir, 1986. — S. 180–181. — 422 págs. : enfermo. - 3050 copias. -BBK  28.072 .  _ - CDU  577.117.3 .
• Kolman, enero. Bioquímica visual  = Taschenatlas der Biochemie: [trad. con  el ] / Jan Kolman, Klaus-Heinrich Rem. - M.  : Mir, 2000. - 470 p. - 7000 copias.
• Ponomarenko, T. M. El sistema del citocromo P450 en los pulmones: un papel en la patogenia de las enfermedades y la farmacocinética de los fármacos  / T. M. Ponomarenko, D. A. Sychev, A. O. Chikalo ... [ y otros ] // Farmacocinética y farmacodinámica. - 2012. - Nº 1. - S. 25-28.
• Convertidor catalítico : aprovechamiento del P450: nuevas aplicaciones del conocimiento del  citocromo P450 ] // Scrip . - 2003. - Abril. — págs. 9–11. // Antibióticos y terapia antimicrobiana. - 2003. - 6 de mayo.

Enlaces

• Archakov, A. I. Citocromos P450  / A. I. Archakov, I. I. Karuzina // Base de conocimientos de biología humana.
• Citocromo P450 . La alegría de la salud es el poder de la belleza . (Ruso)