藥物代謝I相酶-CYP450第一頁，共45頁。內(nèi)、外源物體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化途徑

ConjugatePhaseII

(GST,UDPGT)

PhaseII

(GSH,UDPGA,SO42-)Xenobiotics

Metabolite

ExcretedEndobiotics

PhaseI

(CYP450) OxidationCytotoxicity ReductionMutagenicity HydrolysisCarcinogeneci第二頁，共45頁。藥物代謝酶的種類及命名細胞色素P450 (cytochromeP450)藥物代謝轉(zhuǎn)移酶

N-乙?；D(zhuǎn)移酶 (N-acetyltransferase) 甲基轉(zhuǎn)移酶 (methyltransferase) 尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶 (UDP-glucuronosyltransferase) 磺基轉(zhuǎn)移酶 (sulfotransferase) 谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶 (glutathioneS-transferase)酯酶

乙酰膽堿酯酶 (cholinesterase) 對氧磷酸/芳香酯酶 (A-esterases)脫氫酶

乙醇脫氫酶 (alcoholdehydrogenase) 乙醛脫氫酶 (aldehydedehydrogenase)氧化還原酶

單胺還原酶 (monoamineoxidase) 超氧化物歧化酶 (superoxidase) 過氧化氫酶 (catalase)第三頁，共45頁。內(nèi)容提綱一．PhaseIenzymes—CytochromeP450(CYP450)

CYP450的發(fā)現(xiàn) CYP450的特性和功能（組成、反應(yīng)機制、分布、特性） CYP450在內(nèi)、外源物代謝中的作用 CYP450的調(diào)控 CYP450與疾病 CYP450的應(yīng)用二．PhaseIIenzymes—GlutathioneS-transferase

分布及類型 特性及催化反應(yīng) 生理意義及調(diào)控

第四頁，共45頁。一.藥物代謝I相酶－CYP450（一）CYP450的發(fā)現(xiàn)1955-Klingenbery1964-Omura,SatoEstabrookCooper1967-Conney,Remmer1969-LU,Coon,Junk1974-Sato,Coon,Lu1982-Fujii-Kuriyamaetal,

DiscoveryofCO-bindpigmentat450nminlivermicrosomes.CYP450identifiedasahemeprotein(首次命名）CYP450asadrugmetabolizingenzyme(demethylation,hydroxylation)InductionbyPB,3MC(Tolerance)andeffectofage,sex,diet,developmentSolubilization,purification,reconstitutionandpreparationofantibody.（存在、含量、抑制酶反應(yīng)、作用機制）MultipleformsofCYP450(separation,purification,substratespecificity,quantitation)Genecloning,P450cam,regulation.（活性中心）2000papers/year,轉(zhuǎn)錄因子、受體、aa改變-底物特異性和種屬差異,人基因多態(tài)性第五頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450（二）CytochromeP450的特性和功能1.

組成

CytochromeP450 細胞色素 Cytochromeb5

NADPH-cytochromeP450reductase

黃素蛋白 Cytochromeb5reductase

Phospholipid第六頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450CytochromeP450:底物和分子氧的結(jié)合部位，決定底物和產(chǎn)物的特異性。

Cytochromeb5NADPH-cytochromeP450reductase參與CYP450催化反應(yīng)的電子傳遞Cytochromeb5reductase

Phospholipid：肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)干重的30-40%，可加速電子傳遞，提高CYP450 的氧化作用第七頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4502．分布哺乳動物:肝臟為主（微粒體、線粒體、核）、肺、皮膚、 小腸黏膜、結(jié)腸、腎上腺、腎臟、睪丸、卵巢、腦、 淋巴細胞、前列腺等。非哺乳動物:

植物、細菌、昆蟲、真菌等。 分布的選擇性與外源物進入機體的途徑和代謝轉(zhuǎn)化、排泄密切相關(guān)，利于CYP450生理功能的發(fā)揮。

第八頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450*肝外組織

腦P450:表達低（為肝臟1-10%），參與神經(jīng)遞質(zhì)和類固醇 的合成降解（性發(fā)育和功能）小腸P450:含量高（3A)，對誘導(dǎo)劑敏感，參與藥物的生物轉(zhuǎn)化第九頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4503．催化反應(yīng)及機制 RH+NADPH+H++O2ROH+NADP+H2O反應(yīng)類型：

氧化（羥化、環(huán)氧化、脫烴、脫氨、脫硫、脫鹵） 還原（硝基、偶氮、鹵代）內(nèi)源性底物：類固醇激素、脂肪酸、膽酸、花生四烯酸、維生素類 前列腺素等外源性底物：藥物、致癌物、致突變物、抗氧化劑、農(nóng)藥、 有機溶劑、生物毒素等

第十頁，共45頁。(RH)Fe3+ye--(RH)Fe2+RH(H)2e-,2H-O2(RH)Fe2+(O2)(RH)Fe3+(O2-).(O2-).e-H2O22H+(RH)Fe3+(O2-2)2H+H2ORH(Fe-O)3+H2O2e-,2H-(R)(Fe-OH)3+.(ROH)Fe3+Fe3+ROHRH還原型氧化型NADPHNADPH,黃素蛋白還原酶B5還原酶CYP450作用的分子機制第十一頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4504.特性（1）光譜特性：還原狀態(tài)下可與CO結(jié)合，在波長450nm出現(xiàn)吸收峰，用于含量測定。

450nm

420nm(失活）

第十二頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450（2）膜結(jié)合特性

可溶性:便于分離純化膜結(jié)合:微粒體型：具有廣泛底物特異性 （藥物、致癌物、激素、脂肪酸）

線粒體型：具有明顯底物特異性，可代謝內(nèi)源性甾 醇，參與類固醇激素的合成，較少參與 外源物代謝

第十三頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450(3)可誘導(dǎo)性誘導(dǎo)劑:藥物、化學(xué)毒物等誘導(dǎo)機制:核受體Ah受體(aromatichydrocarbonreceptors)-P1孤兒受體(orphanreceptors-內(nèi)源性、生理配體不清)CAR：組成型雄烷受體，PB和親脂類化合物等（2B）PXR：孕烷核受體，天然和合成的甾醇類等（3A）PPAR：

過氧化物酶體增殖因子活化受體，非基因毒性致癌物等(4A)mRNA穩(wěn)定作用(2E)第十四頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

TCDD的誘導(dǎo)機制

TCDD置換Hsp90,受體活化即Ah與Arnt 結(jié)合，結(jié)合調(diào)控區(qū)位點XREArnt核Hsp90置換胞質(zhì)Ah受體誘導(dǎo)劑DNA增強子序列外源性響應(yīng)元件L螺旋蛋白－轉(zhuǎn)錄因子PASAh受體核轉(zhuǎn)錄因子第十五頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

Developmental SignalSignal

mRNAdegradationAcetone ProteindegradationEthanol AAA

Signal

Acetoneethanol第十六頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450誘導(dǎo)劑對P450和NADPH-cytochromeP450還原酶的協(xié)同作用（ShenandKasper,1993）誘導(dǎo)劑

誘導(dǎo)倍數(shù)

誘導(dǎo)劑

誘導(dǎo)倍數(shù)還原酶P450 還原酶P450苯巴比妥1.8 57(2B1)丙酮 1.4 1.6R-氧化物1.6 38(2B1)乙醇1.2 1.4DDT 8.9 1.2 PCN1.2 1.4(3A1)TCDD 1.3 2 DEX1.5 4(3A1)3MC 1.3 49(1A1)DEHP1.5 3β-NF 1.0 23(1A1)DHEA1.8 17(4A1)2-AAF1.2 1.0第十七頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450 外源化合物誘導(dǎo)劑

激素，細胞因子，生長因子 受體和轉(zhuǎn)錄因子

誘導(dǎo) CYP基因表達 P450酶

外源化合物代謝

內(nèi)源甾醇，脂肪酸， 前列腺素代謝CYP基因誘導(dǎo)：外源化合物與內(nèi)源化合物調(diào)控途徑的相互作用（Waxman,1999)第十八頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450(4)多樣性和底物特異性CYP450的分類和命名Family Subfamily Speciestrivialname(ref)P4501 2 1A1,1A2,1B1(Human,Mouse, Rabbit,Fish)P4502 112A1-3,2B1-10,2C1-15,2D1-9, 2E1-2,2F1,2G1,2H1,2J2, 2R1,2S1(Rat,Human,Mouse, Chicken)P4503 1 3A1-6(Human,Rat,Rabbit)P4504 2 4A1-7,4B1(Rat,Rabbit,Human)第十九頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

CYP3A4

特非那定(terfenadine) C-脫烷基化

N-羥基化4-羥基化美芬妥英(mephenytoin) R-美芬妥英

CYP2C11 S-美芬妥英

CYP3A1/2 CYP1A2 米帕明(mipramine) 甲基化反應(yīng)

CYP3A4在代謝過程中,一種酶催化多種反應(yīng),多種酶催化同一種反應(yīng)

第二十頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450（三）CytochromeP450在內(nèi)、外源物代謝中的作用內(nèi)源物

類固醇類、激素和生理活性物質(zhì)（前列腺素、白三烯等）的生物合成，維生素（A,D）和脂肪酸的羥基化、內(nèi)源性生物堿（可待因、嗎啡）的合成和轉(zhuǎn)化外源物

各種藥物、化學(xué)毒物、致癌物等在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化解毒（失活）：活性減弱或喪失。增毒（活化）

代謝活化或活性中間體產(chǎn)生毒性。第二十一頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4501.Estradiol的體內(nèi)代謝第二十二頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4502．AFB1的體內(nèi)代謝

第二十三頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4503.APAP的體內(nèi)代謝

第二十四頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

(四）CytochromeP450的調(diào)控1.誘導(dǎo)內(nèi)源物代謝 干擾機體內(nèi)環(huán)境，導(dǎo)致疾病。如苯妥英或利福平引起的甲低、骨軟化。外源物代謝（1）肝毒性：PB加重APAP的肝壞死，乙醇誘導(dǎo)NDMA的致癌性。（2）藥物：代謝增加而失效，藥物相互作用，毒性和不良反應(yīng)。如誘導(dǎo)劑增加環(huán)孢素的用量，華法令的半衰期縮短，利福平使避孕藥失效。第二十五頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4502.抑制（酶蛋白水平）可逆性抑制：快速、可逆的結(jié)合，競爭活性中心，抑制程度取決于抑制劑的濃度和親和力，強度-Ki<1μmol。準不可逆抑制:

可逆但作用時間長，形成中間代謝復(fù)合體（M1復(fù)合 體），中間代謝產(chǎn)物形成時間長，解離速度慢。不可逆抑制：

活性喪失，不可逆的共價結(jié)合，抑制程度取決于抑制劑 總量、酶的數(shù)量和抑制劑在酶與其他生物大分子之間 的分配比。第二十六頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

常用人P450化學(xué)抑制劑的特異性評價化學(xué)抑制劑 1A11A2 2A6 2C92C192D62E13A4α－萘黃酮

＋＋

＋－＋－ND－

－－呋拉茶鹼

＋

＋

－

－

－

－

－

－

８－甲氧掃若侖 ND－＋

－

－

－－ND毛果蕓香鹼

－

－＋

＋ND－－

－磺胺苯吡唑

－

－－＋

－－－

－奎寧丁

－

－－

－

－＋

－

－

二乙二硫代氨甲酸鹽 ND－

＋－

－

－

－

＋

＋－

醋竹桃霉素 ND－

－

－－

－

－＋孕二烯酮 ND－ND －ND－

－＋酮康唑

－＋－＋－＋－ND＋－

－＋

－:0-49%, ＋:50-100%,＋－:有不同結(jié)果，ND：未測

第二十七頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450（五）CYP450與疾病1.CYP450與肝病

CYP450總量和同工酶水平下降（基因調(diào)控紊亂），藥物清除能力下降疾病相關(guān)因素遺傳和環(huán)境因素疾病嚴重程度藥物遺傳學(xué)疾病生理類型藥酶誘導(dǎo)（利福平，安體舒通）門脈旁路和相應(yīng)激素變化吸煙肝細胞低分化狀態(tài)其他疾?。ㄌ悄虿。I養(yǎng)細胞因子第二十八頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450肝臟疾病對CYP450蛋白的影響（與對照的％比）*P<0.05,與對照組相比CYP450s肝細胞肝硬化膽汁淤積1A1/%29*18*2C/%5734*2E1/%8149*3A/%25*41第二十九頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450細胞因子CYP實驗體系變化文獻TNF-a2C11,3A2,1A,2C11,2B1/2,3A2,1A,3A4培養(yǎng)大鼠和人肝細胞mRNA和蛋白下降Nadinetal,1995IL-1(1B)1A,2C11,2B1/2,3A2,

培養(yǎng)大鼠肝細胞mRNA和蛋白下降，影響2C11轉(zhuǎn)錄Chenetal,1995,Billings1996IL1a1A,3A4,培養(yǎng)人肝細胞利福平誘導(dǎo)受阻Muntne-Reletetal,1995IL-21A1,2B,2C11,2D1,3A培養(yǎng)人肝細胞蛋白含量下降，2C11，3A2mRNA降低Tineletal,1995IL-4培養(yǎng)人肝細胞mRNA降低，影響2C11轉(zhuǎn)錄Abdel-Razzak,1993LIL-62C11,3A培養(yǎng)大鼠和人肝細胞利福平誘導(dǎo)受阻，Chenetal,1995,IFNa/B1A,3A2,1A,2B1,人體內(nèi)研究和大鼠肝細胞茶堿、紅霉素等藥物代謝減低，3A2,1A1,2B1,3A蛋白下降Craigetal,1990IFN-r3A2,3A23培養(yǎng)大鼠肝細胞3A2,3A23蛋白和mRNA下降，PB誘導(dǎo)受阻Tapneretal1996第三十頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP4502.CYP450與甲狀腺疾病甲狀腺功能低下－CYP450和CYP450還原酶水平降低甲狀腺素對CYP4503A是負調(diào)控,對1A2是正調(diào)控影響藥物代謝3.CYP450與垂體疾病和激素治療生長激素（GH）和T3下調(diào)大鼠3A2的表達GH上調(diào)人3A4的表達第三十一頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450紊亂代謝改變機理甲亢刺激安替比林代謝刺激雌2－OH1A(2C9/3A4)活性增強1A和3A甲低可的松6B-OH減弱安替比林代謝代謝障礙可的松6B-OH增強3A活性降低1A(2C9/3A4)活性減弱3A活性增強生長激素不足茶堿清除減弱1A/3A活性減弱，1A,2B,3A活性增強生長激素替代療法的糾正作用咖啡因和異戊巴比妥代謝增強，安替比林代謝減弱1A(2C9/3A4)活性增強第三十二頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

致癌物（苯并芘，亞硝胺，AFB1，內(nèi)源物）

P450s細胞生長分化 腫瘤

抗腫瘤藥（代謝）信息傳遞，AA,PG GSTP450與分化正相關(guān)（標(biāo)志物＋抗藥性）腫瘤細胞P450低表達基因多態(tài)性和易感性

4.CYP450與腫瘤第三十三頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450（六）CytochromeP450的應(yīng)用1.醫(yī)藥：(1)新藥研究：

藥物代謝生物轉(zhuǎn)化毒性新藥開發(fā)PK多態(tài)性致突變性＋不良反應(yīng)結(jié)構(gòu)/活性關(guān)系HTSCYP450s高表達(Friedbergetal,1999)第三十四頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

(2)腫瘤的基因治療原理：利用腫瘤細胞中無或低內(nèi)源性生物轉(zhuǎn)化能力的特點，通過反轉(zhuǎn)錄病毒-CYP450的侵染，直接導(dǎo)入編碼前藥活化酶的“化學(xué)致敏”或自殺基因，使腫瘤靶細胞對無活性前藥敏感，減低宿主細胞的毒性，增強藥物作用。

第三十五頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450

CPA CPA

(Waxmanetal,1999)宿主細胞腫瘤腫瘤宿主細胞藥物毒性抗腫瘤降低藥物毒性增強抗腫瘤傳統(tǒng)化療P450基因治療肝P450肝P450前藥活化基因第三十六頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450P450酶系代謝的抗癌藥物需要P450代謝活化非必需P450代謝活化 P450代謝不加強，但 可但活性可能加強， 使藥物失活環(huán)磷酰胺 硫-TEPA 替尼泊苷異環(huán)磷酰胺 阿枚素 紅豆杉醇甲芐肼 伊托泊苷 長春新堿氮烯咪胺 三苯氧胺 氯己基亞硝基脲第三十七頁，共45頁。藥物代謝I相酶－CYP450正在進行臨床試驗的抗腫瘤ASON藥物

化合物開發(fā)商靶基因適應(yīng)癥臨床階段G3139Genta(USA)Bcl-2惡性骨髓瘤IIIISIS3521Isis(USA)PKC-aB-淋巴細胞瘤IIISIS5132Isis(USA)Raf激酶實體瘤IIIISIS2503Isis(USA)H-ras實體瘤IIGEM231Hybridon(USA)PKA各種腫瘤II