<<
>>

АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ

Амины в организме некоторых видов животных и человека подвергаются ацетилированию. Процесс биологического ацетилирования широко распространен в живой природе, а соединения, имеющие гидроксильные и сульфгидрильные группы, служат субстратами действия N-ацетилтрансфераз. Чужеродные вещества ацетилируются только при наличии в их молекуле ЫН2-группы. Это могут быть ароматические амины (С6Н5—NH2), а-аминокислоты (R—CH(COOH)NH2), гидразины (R—NH— NH2) и сульфонамиды (C6H5S02—NH2).

Ацетилирование аминов — многостадийный процесс, состоящий из следующих этапов:

— образование ацетильной группы (Ас) за счет синтеза пиру- вата из ацетоуксусной кислоты.

Значительная роль здесь принадлежит субстратам окисления цикла трикарбоновых кислот;

— синтез ацетил-КоА, который осуществляется через окислительное декарбоксилирование пирувата и катализируется мультиферментным комплексом пируватдегидрогеназой;

— ацетилирование аминов N-ацетилтрансферазами. Данные ферменты можно отнести к ацетокиназам, так как они переносят ацетильную группу от ацетил-КоА к субстратам. Изучение кинетических свойств N-ацетилтрансферазы на частично перфузируемой печени кролика показало, что реакция происходит по так называемому упорядоченному Биби механизму [233]:

АсКоА + N-ацетилтрансфераза -» Ac-N-ацетилтрансфераза + КоА, C6H5NH2 + Ac-N-ацетилтрансфераза -*■ C6H5NHAc +

+ N-ацетилтрансфераза.

Реакции ацетилирования осуществляются в гепатоцитах, селезенке, легких, пищеварительном тракте животных, а также микрофлорой и форменными элементами крови [20, 83, 84, 391, 392].

Выделено два изофермента N-ацетилтрансферазы: NAT1 и NAT2. Первая изоформа фермента, катализирует реакции ацетилирования небольшого числа ариламинов. Основным ферментом ацетилирования является NAT2, состоящий из 290 аминокислотных остатков и имеющего молекулярную массу 33 кД. Локализуется NAT в цитоплазме клеток. Ген NAT2 расположен в 8 хромосоме, локусе 8р23.1—р21.3. Субстратами NAT2 являются все лекарственные средства, содержащие аминогруппу или те, у которых нитрогруппа в реакциях восстановления трансформируется в аминогруппу. К прямым субстратам относятся: гидралазин, прокаинамид, сульфадиазин, аминоглутетемид, изоиназид, ПАСК, ПАБК, к опосредованным — нитразепам, клоназепам и др. [393].

В литературе постоянно описываются новые варианты аллелей NAT. Методом полиморфизма длины рестрикции фрагментов ДНК идентифицированы 15 аллелей NAT2 гена для изони- азидного полиморфизма [392—395]. У человека вариабельна также экспрессия NAT1 — описано 9 аллелей (табл. 8.16).

Таблица 8.16

Мутантные аллели N-ацетилтрансферазы [392—3951

bgcolor=white>Т341С; A8O3G
Аллель Позиции замены в нуклеотидах Изменения в аминокислотной последовательности Фенотип
NAT1
NAT1*3 С1095А неизвестно неизвестный
NAT1*4 дикий тип нормальный
NAT1*5 G350C; G351C; G497C; G498C; G499C; A884G; Д976; Ац05 R117T; R166T; E167Q неизвестный
NAT 1*10 ТюввА; С [ 095А ускоренный
NAT1* 11 С344Т; А40Т; G459A; Tg4oG; Д9Ьр (участок 1066—1088) S214A неизвестный
NAT1*14 G560A замедленный
NAT1*15 С559Т R187Q замедленный
NAT1*16 ЗЬр вставка (положение 1091) R|87Stop

неизвестно

неизвестный
NAT1*17 С,90Т R64W замедленный
NAT2
NAT2*4 нет ускоренный
NAT2*5A Т341С; C481T ІпД замедленный
NAT2*5B Т341С; С48іТ; A803G ІІ14Т; K268R замедленный
NAT2*5C K268R замедленный
NAT2*6A С282Т’, G590A RI97Q замедленный
NAT2*6B G590A R197Q замедленный
NAT2*7A G857A G286E замедленный
NAT2*7B С282Т; G857A G286E замедленный
NAT2*12A A8O3G K268R нормальный
NAT2* 12B С282Т; A8O3G K268R нормальный
NAT2* 13 С282Т нормальный
NAT2* 14A G191A R64E замедленный
NAT2* 14B G191A; С282Т R64E замедленный
NAT2* 17 А434С Q145P неизвестный
NAT2*18 ___________________________ _______ ____________ неизвестный

Примечание: Данные изменения аминокислотной последовательности представлены однобуквенным сокращением (см. приложение 1)

Установлено, что NAT1*14 и NAT1*15 продуцируют дефектный NAT1 белок, который задерживает метаболизм NATl-за- висимых субстратов in vivo и in vitro; наоборот, NAT1*10 — вариант ассоциируется с повышенной активностью NAT1 и возрастанием риска возникновения рака кишечника и мочевого пузыря [394].

Исследования показали, что полиморфизм NAT2 связан с комбинацией по крайней мере восьми точечных мутаций в пределах региона NAT2. Пять мутаций NAT2 связаны с заменой одной аминокислоты. Из них четыре приводят к уменьшению ацетилирующей способности (медленному ацетиляторному полиморфизму) в гомозиготном рецессивном состоянии (табл. 8.16).

Установлено, что NAT2*4 и редкая NAT2*2 аллели определяют быстрое ацетилирование, а *5В, *6В и более редкие аллели *5А, *5С, *6В, *7В, *14В кодируют медленное ацетилирование.

Ацетилирующая способность гомозигот с быстрым типом ацетилирования: wild-tipe/wild-tipe (wt/wt) значительно выше, чем у гетерозигот: wild-tipe/mutation (wt/mut). Следует отметить, что медленные ацетиляторы значительно отличаются друг от друга. Так, *6А, *7В и *13 аллели кодируют ферменты, обладающие меньшей ацетилирующей активностью, чем аллели *5 группы. Предполагается, что с аллелями группы *5 связано уменьшение количества NAT2 фермента в печени из-за нарушения процесса трансляции, а *6А аллель обеспечивает синтез нестойкого фермента [392, 394].

В различных человеческих популяциях частота встречаемости аллелей ускоренного метаболизма NAT2*4 разная: среди японцев — 68,6 %, китайцев — 51 %, а среди европейцев — 23,4 %. Такие аллели медленного метаболизма как NAT2*14A и *14В встречаются исключительно у представителей негроидной расы.

Гомозиготные мутанты обладают низкой способностью аце- тилировать субстраты NAT2, поэтому фармакотерапия у таких гомозигот должна быть направлена на снижение дозы лекарственного средства и требует контроля за возможными нежелательными эффектами. В литературе [393] освещены проблемы

применения тех или иных лекарственных средств при различных заболеваниях с учетом вариантов генотипа NAT2. Так, исследования показали, что назначение сульфасалазина больным СКВ может приводить к различным эффектам. Больные, у которых наблюдался хороший терапевтический эффект, были быстрыми ацетиляторами. В то же время, у медленных метаболизаторов отмечали неэффективность такого лечения. На основании полученных данных было сделано заключение о связи NAT2 полиморфизма с различной восприимчивостью больных СКВ к сульфасалазину.

Интересные результаты были получены при изучении генотипа NAT2 у больных контактной аллергией. Среди таких больных преобладали быстрые ацетиляторы. Исходя из этого, сделано предположение о том, что ускоренное ацетилирование может повышать сенсибилизацию организма. Не исключается, что тип фермента NAT2 может служить маркером повышенной чувствительности к контактным аллергенам.

Полиморфизм NAT2 обусловливает также разнообразие метаболизма потенциальных канцерогенов, что служит одной из причин предрасположенности к развитию химически-индуциро- ванных нежелательных эффектов. К настоящему времени имеются многочисленные публикации, в которых указывается на взаимосвязь между типом ацетилирования и повышенным риском развития злокачественных опухолей (рак мочевого пузыря, пищевода, прямой кишки, легких, молочной железы). Данные некоторых исследований противоречивы, но, в целом, они позволяют заключить, что определенные генотипы ферментов лекарственного метаболизма в сочетании с другими факторами (характер питания, вредные привычки, профессиональные факторы) играют существенную роль в канцерогенезе.

Тип ацетилирования определяют как методами фенотипиро- вания, так и генотипированием NAT2. В качестве маркерных субстратов ацетилирования широко используются дапсон и сульфадимезин. Отношение концентрации моноацетилдапсона к концентрации дапсона в плазме крови через 6 часов после введения

препарата менее 0,35 характерно для медленных ацетилято- ров, а более 0,35 — для быстрых ацетиляторов. В случае если в качестве маркерного субстрата используется сульфадимезин, наличие менее 25 % сульфадимезина в плазме через 6 часов и менее 70 % в моче, собранной через 5—6 часов после введения препарата говорит о фенотипе медленного ацетилирования.

Определенный вклад в общий процесс ацетилирования вносит и микрофлора кишечника [83, 84, 264]. Эта реакция является основной в метаболизме ароматических аминов, сульфамидов и некоторых ароматических аминокислот. Ацетилирование сульфаминов микроорганизмами приводит к образованию N1-, Ы4-ацетиловых и диацетиловых производных:

NHR,

I R, = СОСН3, R = Н (N4-a цетил сульфаниламид)

|1 R, = Н, R = СОСН3 (N'-ацетилсульфаниламид)

I R, = R = СОСН3 (N1-, Ы4-диацетилсульфаниламид)

S02NHR

Особенно активными штаммами, ацетилирующими сульфамиды, являются E.coli, Str. Faecalis и Lactobacillus acidophilus.

Процессы ацетилирования и гидролитического расщепления амидов (деацетилирования, раздел 8.3) обратимы, и образование соответствующих продуктов реакции зависит от конкуренции между этими двумя группами ферментов микроорганизмов. Например, микроорганизмы пищеварительного тракта крыс гидролизуют производные ацетанилида. Наличие заместителя в «ара-положении субстрата приводит к различной степени образования деацетильных метаболитов. Гидроксильный или алкильный заместители препятствуют отщеплению ацетила. Введение ароматической группы (п-бензоксиацетанилид), галоида (я-хлорацетанилид) или гидроксильной, или метильной групп способствует уменьшению их сродства к соответствующим амидазам микроорганизмов [84].

8.4.5.

<< | >>
Источник: Головенко М. Я.. Фізико-хімічна фармакологія: Монографія. — Одеса: Астропринт,2004. —720 с.. 2004

Еще по теме АЦЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ:

  1. Мукополисахаридозы
  2. Факторы, влияющие на метаболизм лекарственных веществ в организме
  3. СУБКЛЕТОЧНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВ
  4. Активация лимфоцитов
  5. Этиология
  6. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УСТОЙЧИВОСТИ
  7. ФАРМАКОГЕНЕТИКА
  8. МЕХАНИЗМЫ ДЕТОКСИКАЦИИ
  9. Антибиотикорезистентность и механизмы ее развития
  10. Юрий Андреевич Андреев. Три кита здоровья СПб.:,1994. — 382 с., 1994
  11. Предисловие к 14-му официальному изданию (неофициальных, воровских было без счету)