Презентация Биохимическая трансформация веществ (3) онлайн

Содержание слайда: БИОХИМИЧЕСКАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ВЕЩЕСТВ (3)

Содержание слайда: Вторая фаза обезвреживания веществ – этап биологической конъюгации. В ходе реакций конъюгации происходит присоединение к функциональным группам ксенобиотиков, поступивших в клетку или преобразовавшихся в реакциях 1-й фазы, молекул или групп эндогенного происхождения, таких как глутатион, глюкуроновая кислота, сульфат и т.д. Все реакции конъюгации осуществляются ферментами класса трансфераз, это реакции биосинтеза и на их осуществление организм тратит макроэрги. Реакции конъюгации протекают в разных компартментах, это позволяет связывать токсичные продукты, появляющиеся и вне ЭПР.

Содержание слайда: Основные ферменты и метаболиты, участвующие в реакциях конъюгации Основные ферменты и метаболиты, участвующие в реакциях конъюгации

Содержание слайда:

Содержание слайда: Глюкуронированию подвергаются лекарственные средства разных классов, многие из них имеют узкую терапевтическую широту, например, морфин и хлорамфеникол. Глюкуронированию подвергаются лекарственные средства разных классов, многие из них имеют узкую терапевтическую широту, например, морфин и хлорамфеникол. УДФ-глюкуронозилтрансферазы – группа ферментов с разной степенью специфичности. Работают в печени, коже, легких, селезенке, тимусе, почках, отсутствуют в крови. 90 % активности сосредоточено в ЭПС, присутствуют на ядерной мембране (защищает ядерный аппарат от реактивных липофильных метаболитов, не успевших связаться в других местах клетки). Физиологическая функция УДФ-глюкуронилтрансфераз - глюкуронирование эндогенных соединений: билирубина, гормонов (тироксина и трийодтиронина в печени) и др. УДФ-глюкуронилтрансферазы участвуют в метаболизме стероидных гормонов, желчных кислот, ретиноидов (эти реакции в настоящее время изучены недостаточно).

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Сульфатная конъюгация – наиболее древняя и простая форма детоксикации. Источником неорганического сульфата является сера из пищи и процессы окислительного превращения цистеина.   В ряде случаев несовершенна, например, непрямой канцероген N-гидроксиацетиламинофлуорен после связывания с сульфатом спонтанно взаимодействует с белками и НК, оказывая канцерогенный эффект. Связывание этого же вещества с глюкуроновой кислотой ведет к образованию нетоксичного глюкуронидного конъюгата. Сульфатная и глюкуронидная конъюгации конкурируют за субстрат. Выбор пути – индивидуален.

Содержание слайда: Сульфотрансферазы локализуются в цитозоле. В организме человека – три семейства. Идентифицировано около 40 ИФ, кодируются ~ 10 генами. Наибольшая роль в сульфатировании лекарственных веществ и их метаболитов принадлежит ИФ семейства SULT1. SULT1A1 и SULT1A3 - самые важные. ИФ SULT1 локализованы в печени, толстой и тонкой кишке, легких, головном мозге, селезенке, плаценте, лейкоцитах. Имеют молекулярную массу около 34 кДа и состоят из 295 аминокислотных остатков, ген SULT1 локализован в 16 хромосоме (локус 16р11.2). SULT1A1 – термостабилен, катализирует сульфатирование «простых фенолов», лекарственных веществ фенольной структуры (миноксидил, ацетаминофен, морфин, салициламид, изопреналин и некоторые другие). 

Содержание слайда:

Содержание слайда: Аминокислотная конъюгация –  взаимодействие ксенобиотиков или их метаболитов с аминокислотами (глицин, глутамин, таурин и др.). Глициновые конъюгаты бензойной, салициловой, никотиновой и других кислот имеют название гиппуровые кислоты.. Аминокислотная конъюгация –  взаимодействие ксенобиотиков или их метаболитов с аминокислотами (глицин, глутамин, таурин и др.). Глициновые конъюгаты бензойной, салициловой, никотиновой и других кислот имеют название гиппуровые кислоты.. Особенность этой конъюгации – ксенобиотик вступает в реакцию в активной форме (в других типах конъюгации активируется биомолекула). Активация осуществляется путем взаимодействия ксенобиотика с НS-КоА. Пептидная конъюгация характерна для соединений, содержащих карбоксильные группы. Катализируют аминокислотную конъюгацию: ацил-КоА-синтетаза – синтезирует ацил-SКоА-производное ксенобиотика с затратой АТФ, ацилтрансфераза - переносит ксенобиотик на соответствующую аминокислоту.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Конъюгации с глутатионом подвергаются: эпоксиды, ареноксиды, гидроксиламины (некоторые из них обладают канцерогенным действием). Среди лекарственных веществ с глутатионом конъюгируют этакриновая кислота (урегит), гепатотоксичный метаболит ацетаминофена (парацетамола) - N-ацетилбензохинонимин (нетоксичный конъюгат). В результате реакции конъюгации с глутатионом конечными продуктами являются цистеиновые конъюгаты ксенобиотика – меркаптуровые кислоты, или тиоэстеры.  Глутатион SH-S-трансферазы (GST) локализованы в цитозоле, описана и микросомальная GST. Активность GST в эритроцитах человека у различных индивидуумов различается в 6 раз, однако зависимость активности фермента от пола при этом отсутствует. Установлена четкая корреляция активности GST у детей и их родителей. 

Содержание слайда:  По идентичности аминокислотного состава у млекопитающих выделяют 6 классов GST:  По идентичности аминокислотного состава у млекопитающих выделяют 6 классов GST: α- (альфа-), μ- (мю-), κ- (каппа-), θ- (тета-), π- (пи-) и σ- (сигма-) GST. В организме человека в основном экспрессируются GST классов μ (GSTM), θ (GSTT) и π (GSTР). Среди них наибольшее значение в метаболизме ксенобиотиков имеют GSTM. Выделено 5 изоферментов GSTM: GSTM1, GSTM2, GSTM3, GSTM4 и GSTM5. Ген GSTM локализован в хромосоме 1 (локус 1р13.3). ИФ GSTM экспрессируются и функционируют в определенных тканях. Ген GSTM локализован в хромосоме 1 (локус 1р13.3). Например,  выделено 5 изоферментов GSTM: GSTM1, GSTM2, GSTM3, GSTM4 и GSTM5. GSTM1 экспрессируется в печени, почках, надпочечниках, желудке; слабая экспрессия найдена в скелетных мышцах, миокарде, не экспрессируется в печени плода, фибробластах, эритроцитах, лимфоцитах и тромбоцитах. 

Содержание слайда:  Важная роль в инактивации канцерогенов принадлежит GSTM1. Установлено достоверное увеличение частоты злокачественных заболеваний среди носителей нулевых аллелей гена GSTM1 (отсутствует экспрессия GSTM1). Harada и соавт. (1987) обнаружили, что нулевая аллель гена GSTM1 достоверно чаще встречается у больных с гепатокарциномой. Распространенность нулевой аллели GSTM1 среди европейского населения составляет 40-45%, у представителей негроидной расы - 60%. Имеются данные о более высокой частоте рака легких и рака ободочной кишки (70 %) у носителей нулевой аллели. ИФ класса π – GSTР1, локализованный главным образом в печени и структурах гематоэнцефалического барьера, участвует в инактивации пестицидов и гербицидов, широко используемых в сельском хозяйстве.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Метилирование по сравнению с другими реакциями конъюгации имеет одну особенность. В результате присоединения метильной группы продукт реакции не становится более гидрофильным. Тем не менее метильная конъюгация выполняет важную роль, так как в результате метилирования связываются чрезвычайно реакционноспособные SH- и NН-группы. Для медицины наиболее важна тиопурин S-метилтрансфераза (ТРМТ) – фермент, катализирующий реакцию S-метилирования производных тиопурина – основной путь метаболизма цитостатических веществ из группы антагонистов пурина: 6-меркаптопурина, 6-тиогуанина, азатиоприна. 6-меркаптопурин используют в составе комбинированной химиотерапии миелобластного и лимфобластного лейкоза, хронического миелолейкоза, лимфосаркомы, саркомы мягких тканей. 

Содержание слайда: 6. Ацетилирование 6. Ацетилирование

Содержание слайда: Ацетилирование – один из самых древних механизмов адаптации, необходимо для синтеза жирных кислот, стероидов, функционирования цикла Кребса. Ацетилирование – один из самых древних механизмов адаптации, необходимо для синтеза жирных кислот, стероидов, функционирования цикла Кребса. Ацетилированию подвергаются ЛС, бытовые и промышленные яды преимущественно в печени Контроль интенсивности происходит при участии β2-адренорецепторов и зависит от метаболических резервов (пантотеновой кислоты, пиридоксина, тиамина, липоевой кислоты), генотипа, функционального состояния печени и других органов, содержащих фермент. Ацетилтрансферазы – выделено два изофермента: NAT1 и NAT2. NAT1 ацетилирует небольшое количество ариламинов и не обладает генетическим полиморфизмом. NAT2 является основным изоферментом с широкой субстратной специфичностью, ацетилирует различные ЛС, в том числе изониазид и сульфаниламиды. Ген NAT2 расположен в хромосоме 8 (локусы 8р23.1, 8р23.2 и 8р23.3).

Содержание слайда: В зависимости от скорости ацетилирования в человеческой популяции выделяются 2 группы. К одной из них относятся лица, метаболизирующие тест-препараты с высокой скоростью (быстрое ацетилирование), другую отличает низкая скорость процесса (медленное ацетилирование). Определено генетическое наследование фенотипа ацетилирования, Медленный тип – простой менделевский рецессивный признак, быстрый тип – доминантный. Лица с медленным типом ацетилирования (медленные ацетиляторы) являются гомозиготами (гг) для аутосомного рецессивного гена (г), а быстрые ацетиляторы - гомозиготами (RR) или гетерозиготами (Rr) по доминантному гену. В разных этнических группах частота фенотипов ацетилирования различна. У представителей монголоидной расы преобладают лица с быстрым типом ацетилирования. Среди европейцев быстрый и медленный типы встречаются примерно с одинаковой частотой. В российской популяции соотношение примерно 40% и 60% соответственно. Превалирование медленного типа ацетилирования описано у больных туберкулезом, острвм вируснвм гепатитом, ревматоидным артритом, системными заболеваниями соединительной ткани, в частности, для лекарственной или системной красной волчанки.

Содержание слайда: Лекарственные средства, подвергающиеся ацетилированию

Содержание слайда:

Содержание слайда: Третья фаза обезвреживания веществ – фаза эвакуации В настоящее время выделяют третью фазу биотрансформации: так называемую фазу эвакуации, в которой основную роль отводят специфическим транспортным системам – белкам (Р-гликопротеинам - P-gp), участвующим в регуляции абсорбции, распределении и экскреции ксенобиотиков (в желчь, кровь). P-gp удаляют ксенобиотики из клеточной мембраны и цитоплазмы, препятствуют всасыванию ксенобиотиков в кишечнике. Индукция транспортеров может приводить к различным изменениям (преимущественно к повышению) концентрации химического вещества в плазме крови, в зависимости от функций данного транспортера. При этом один и тот же индуктор может повышать активность фермента или транспортера у различных индивидуумов в 15-100 раз. Транспортеры органических анионов и катионов осуществляют выведение гидрофильных ксенобиотиков и их метаболитов печенью – в желчь, почками – в мочу.

Содержание слайда: Участие Р-гликопротеина в выведении ксенобиотиков Примером служит P-gp белок (транспортная Р-АТФ-аза) в норме участвующий в экскреции ионов хлора и гидрофобных токсических соединений из клеток. Это фосфогликопротеин с молекулярной массой 170 кД присутствует в плазматической мембране клеток многих тканей, в частности почек и кишечника. Полипептидная цепь содержит 1280 аминокислот-ных остатков, образуя 12 трансмембранных доменов и два АТФ-связывающих центра (в петле между 6-м и 7-м доменами).

Содержание слайда: Строение Р-гликопротеина

Содержание слайда: Р-гликопротеин удаляет из клеток гидрофобные вещества (например, противоопухолевые лекарства), проникающие в клетку. Уменьшение количества лекарства в клетке снижает эффективность его применения при химиотерапии онкологических заболеваний. Функционирование Р-гликопротеина. Черный овал – противоопухолевое лекарство (гидрофобное вещество).

Содержание слайда: Было установлено, что при химиотерапии злокачественных процессов начальная эффективность лекарства часто постепенно снижается. Развивается множественная лекарственная устойчивость, т.е. устойчивость не только к этому лечебному препарату, но и целому ряду других лекарств. Это происходит потому, что противоопухолевые лекарства индуцируют синтез Р-гликопротеина, глутатионтрансферазы и глутатиона, и быстрее выводятся из клетки. Использование веществ, регулирующих синтез Р-гликопротеина, повышает эффективность химиотерапии.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: