<<
>>

СОПРЯЖЕННОСТЬ РЕАКЦИЙ ГЛЮКУРОНИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВ С ДРУГИМИ ПРОЦЕССАМИ БИОТРАНСФОРМАЦИИ

Поскольку многие ксенобиотики образуют глюкурониды лишь после окисления, а ферменты, катализирующие эти процессы, локализованы в эндоплазматическом ретикулуме, предполагают, что они функционально и топологически тесно связаны между собой.

Об этом свидетельствуют данные, полученные Франклином [351], который инкубировал я-нитроанизол в присутствии кофакторов, обеспечивающих его О-деметилирование и последующую конъюгацию с глюкуроновой кислотой в микро- сомах. В такой системе я-нитрофенилглюкуронид является слабым ингибитором гидроксилирующего комплекса (CYP).

Гидроксилирование ксенобиотиков и синтез глюкуронидов на их основе — взаимосвязанные процессы и в опытах in vivo. Однако в плазме крови и моче экспериментальных животных всегда обнаруживается незначительное количество окисленных продуктов по сравнению с их глюкуронидами. При перфузии печени средой, содержащей я-нитроанизол, я-нитрофенол в перфузате не обнаруживается. Оказалось, что он полностью превращается в глюкуронид или сульфат. При повышении концентрации субстрата наблюдается тенденция к усилению синтеза глюкуронидов [352].

Высказано предположение [353], что ферменты, гидроксили- рующие ксенобиотики и синтезирующие их глюкурониды, образуют мультиферментный комплекс в эндоплазматическом ретикулуме, имеющий векторное расположение. Эти ферменты прочно связаны с мембраной, являясь своего рода иммобилизованными, и, возможно, имеют жесткую организацию, а также типичное микроокружение. Иммобилизация последовательно действующих ферментов и их взаимосвязь вызывают увеличение локальной концентрации промежуточных продуктов реакции в зоне микроокружения ферментов. Следовательно, последующий фермент, в данном случае UGT, интенсифицирует синтез глюкуронидов и увеличивает скорость всей реакции, т. е. окисление — синтез. Сделана попытка [20; 82] объемно представить взаимодействие микросомных цитохромов, флаво- протеида и пиридиннуклеотидов между собой и UGT (рис.

8.7).

Создание схемы кластерной организации CYP450 и UGT основано на следующих дополнительных гипотезах [339].

Рис. 8.7. Гипотетическая схема кластерной организации CYP450 и UGT в эндоплазматической сети (UDP — уридиндифосфат, UDP-GA — уридинди- фосфатглюкуронова кислота, S — субстрат, S—ОН — окисленный субстрат, S-0-GA — глюкуронид, транспорт-перенос UDP)

Цитохром b5 является источником второго электрона в моно- оксигеназном катализе (раздел 8.1.1.1). Пространственное расположение компонентов комплекса жесткое и CYP450 не обеспечивает соседние вещества электронами [351]. В то же время CYP450 лабилен внутри одного комплекса и находится в тесном контакте с UGT в эндоплазматической сети [354]. В свою очередь UGT расположена позади липидного барьера, вероятно, на внутренней поверхности мембраны везикулы.

Процессы гидроксилирования и синтеза глюкуронидов индуцируются барбитуратами и полициклическими углеводородами. Вначале индуцируется гидроксилирующий комплекс, а затем UGT. Поэтому их индукция, хотя и не подчинена одному и тому же механизму генетического контроля, все же считается взаимосвязанной. Возможно, в процессе гидроксилирования образуются метаболиты, усиливающие активность UGT [355]. Введение в желудок крыс четыреххлористого углерода, SKF-525A и гематина почти полностью блокирует микросомаль- ное окисление ксенобиотиков, а также подавляет вызванное

3,4- бензпиреном увеличение активности CYP450 и UGT [356].

Существует ряд возражении против того, что гидроксилирующий комплекс и UGT образуют в эндоплазматическом ретикулуме мультиферментный комплекс. Прежде всего данные межспецифического и тканевого распределения, так же как и ингибиторный анализ обоих процессов in vivo, подтверждают, что синтез этих ферментов контролируется с помощью различных механизмов. В гепатоцитах крыс линии Ган и в печени куриного эмбриона активность гидроксилирующего комплекса и UGT может быть увеличена независимо друг от друга [356].

Кроме того, указанные ферменты находятся в неодинаковых соотношениях в различных органах и тканях экспериментальных животных, а также развиваются в характерные для организма сроки. Некоторые данные свидетельствуют о том, что гидроксилирующий комплекс расположен ближе к поверхности мембраны, чем UGT, и при хроматографическом разделении мембран микросом, обработанных поверхностно-активными

веществами и фосфолипазами, их соотношение отличается от интактных структур [357]. Не исключена возможность, что активация UGT особенно значительна в том случае, когда в силу некоторых причин происходит разрушение гидроксилирующего комплекса, т. е. как в случае системы монооксигеназа—эпок- сидгидролаза [358].

Что касается возможного взаимодействия UGT и (3-глюку- ронидазы, то вопросы, касающиеся этой проблемы рассмотрены нами ранее (раздел 8.3.4).

В связи с обсуждаемой проблемой особое значение имеют сложноэфирные глюкурониды, которые в некоторых случаях называют ацилглюкуронидами [341], их химические свойства и образование в реакции SN 2-го типа, сопровождающейся обращением конфигурации рассмотрены в обзоре [359]. Такой структуры глюкурониды образуют нестероидные противовоспалительные средства. В нормальных условиях они образуются в организмах, а затем выводятся с мочой. Однако в некоторых патологических ситуациях, сопровождающихся задержкой выведения глюкуронидов, они накапливаются в плазме крови [360]. Такое накопление ацилглюкуронидов в плазме крови объясняется миграцией ацильной группы в молекуле гликона (глюкуроновой кислоты). Изучение свойств таких изомеров показало [361] их способность связываться с альбумином как в опытах in vitro, так и in vivo. На схеме (рис. 8.8) представлены механизмы этого процесса:

I Миграция ацильной группы

а) О-ацилглюкуронид; б) О-ацилглюкуронид (Р-изомер); в) О-ацилглюкуронид (Р-изомер); г) О-ацилглюкуронид (Р-изомер)

II Необратимое связывание с белками 1.

Образование иминов

2. Нуклеофильное замещение

ноос ноос о

НО-лД^ 0 Н0^т^9 ПН + Белок -N-H-R

НОД---Т^/| Н0-Х-Т-4/

OH АТФ-сульфурилаза и АФС-киназа относятся к растворимым ферментам и локализованы в цитозоле клеток. Сульфотрансфераза обнаружена в растворимой фракции клеток, эндоплазматическом ретикулуме и аппарате Гольджи [370]. Растворимая сульфотрансфераза катализирует образование эфиров серной кислоты в случае следующих субстратов: фенолов, эстрогенов, андростенолона, тестостерона, диоксикортикостерона, спиртов, ариламинов, лактозы и аскорбиновой кислоты. Мембраносвязанный фермент участвует в синтезе хондриотин-4-сульфата, гепарина и гепарансульфатов, цереброзитсульфата.

Наиболее изучены конъюгаты сложных эфиров феноловых соединений и первичных спиртовых групп стероидной боковой цепи. Согласно [371], синтез арилсульфатов предохраняет организм от токсического действия фенольных продуктов, так как в процессе жизнедеятельности кишечной микрофлоры происходит их образование. Структурное сходство фенолов, поступающих в организм извне, делает их субстратами соответствующих сульфотрансфераз.

Физиологическая роль стероидных сульфатов окончательно не выяснена. Несомненно, синтез таких метаболитов не всегда способствует их быстрому выведению из организма. Такое заключение основано на том, что при введении крысам меченого кортизон-21-сульфата он не выводится с мочей. Однако в желчи обнаружен метаболит За-((3-0-глюкопираноуронозидо)-17а- окси-21-сульфоокси-5а-прегнане-11, 20-дион [372]. Очевидно, образование стероидных сульфатов выполняет какую-то регуляторную роль в обмене гормонов, возможно депонирующую, как это имеет место в семенниках.

Спиртовая сульфотрансфераза — уникальный фермент, катализирующий метаболизм ксенобиотиков. К естественным относится только один фермент, который в яйце кур образует изо- пропилсульфат. Однако сульфоконъюгация чужеродных спиртов в организме млекопитающих встречается довольно часто [373]. Аналогичный процесс наблюдается и в опытах in vitro. Фермент также присутствует в печени различных видов земноводных и рыб. Из организма жабы (Xenopus laevis) выделен фермент и отделен от желчной алкогольсульфаттрансферазы.

В организме человека обнаружено [374] три семейства сульфотрансфераз (SULT1, SULT2, SULT3) и около 40 изоферментов. Все они кодируются, по крайней мере, 10 генами. Наибольшую роль в сульфатировании лекарственных средств и их метаболитов играют изоферменты SULT1, из которых особенно важными считаются [375] SULT1A1 и SULT1A3.

Изоферменты SULT1 локализованы, в основном, в печени, легких, селезенке, плаценте, головном мозге, тонком и толстом кишечнике, а также в лейкоцитах. Они имеют молекулярную массу около 34 кД и состоят из 295 аминокислотных остатков. Геи SULT1 локализован в 16 хромосоме, локусе 16р 11.2 [376].

Большинство производных простых фенолов образуют сульфаты посредством каталитического действия SULT1A1 (термо- стабильная изоформа). Ее маркерным субстратом является

4- нитрофенол. К эндогенным субстратам SULT1A1 относится 17Р-эстрадиол, а к экзогенным — такие лекарственные препараты как миноксидил, ацетаминофен, морфин, салициламид, изадрин и др. [377]. Отметим, что сульфатирование миноксидила приводит к образованию его активного метаболита, что бывает довольно редко в реакциях синтеза метаболических превращений биологически активных веществ. Термолабильная изоформа фермента (SULT1A3) катализирует реакции сульфатирования фенолов моноаминов: дофамина, серотонина, норадреналина. Маркерным субстратом фермента является дофамин.

Изоферменты SULT2 обеспечивают сульфатирование ди- гидроэпиандростерона, эпиандростерона, андростерона. Экзогенными субстратами этой изоформы ферментов являются полициклические углеводороды, содержащие соответствующие акцепторные группы (5-оксиметилхризен, 7,12-дигидрооксиме- тилбенз[а]антрацен, N-OKCH-2-ацетиламинофлуорен).

Ациклические ариламиды относятся к субстратам изоферментов SULT3, катализирующим N-сульфатирование [378]. Существует еще одна точка зрения на природу сульфотрансфераз [370]. Считается, что их субстратная специфичность зависит от того, в какой форме (окисленной или восстановленной) находится фермент (табл. 8.15). Если фермент находится в окисленной форме, максимальная его активность проявляется к субстратам, содержащим электроноакцепторные заместители в бензольном кольце фенолов. В этом случае существует удовлетворительная корреляция между константами Гаммета и максимальными скоростями образования продуктов реакции. Для электронодонорных заместителей субстратов наблюдается обратная картина. В то же время восстановленная форма фермента катализирует с большей скоростью соединения, имеющие электронодонорные заместители. Следовательно, один и тот же фермент в зависимости от состояния может превращать различные по химической природе и физико-химическим свойствам субстраты.

Таблица 8.15

Относительная максимальная скорость образования фенилсульфатов, катализируемая фенолсульфотрансферазой печени крыс

Заместитель фенильного кольца Константа

заместителя

On

^макс

(относительная)

rc-N02 + 1,27 8,6 3,5
м-С1 + 0,37 6,4 3,7
л-С1 + 0,24 5,6 2,3
Н 0 4,0 7,5
At-NH2 - 0,04 2,1 6,2
п-ОСНз - 0,11 3,0 7,2
rc-CH2CH2NH2 - 0,45 1,0 6,3

Фармакогенетические аспекты SULT еще не нашли должного отражения в научной литературе, однако они несомненно представляют определенный интерес [379] уже на современном этапе.

Несмотря на то, что в тканях животных находится гораздо больше фосфатов, чем сульфатов, все же сложные эфиры фосфорной кислоты в виде конъюгатов ксенобиотиков встречаются очень редко. Среди млекопитающих такие конъюгаты образуются в организме людей и собак [380]. Возможность синтеза канцерогенного фосфатного конъюгата 2-ацетиламинофлюорена ферментами печени крыс была показана Кингом и Филлипсом [381].

Фосфорилирование субстратов осуществляется при участии АТФ и Mg2*:

фосфортрансфераза, Mg24-

ROH + АТФ ——--------- ROPO|+ + АДФ.

8.4.3.

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

Еще по теме СОПРЯЖЕННОСТЬ РЕАКЦИЙ ГЛЮКУРОНИРОВАНИЯ ЛЕКАРСТВ С ДРУГИМИ ПРОЦЕССАМИ БИОТРАНСФОРМАЦИИ:

  1. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  2. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  3. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  4. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  5. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  6. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  7. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  8. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  9. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  10. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  11. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  12. Побочные реакции и взаимодействие с другими препаратами
  13. АЛЬТЕРНАТИВНОСТЬ ПУТЕЙ РЕАКЦИЙ КОНЪЮГАЦИИ ЛЕКАРСТВ В КЛЕТКЕ
  14. ФЕРМЕНТЫ, КАТАЛИЗИРУЮЩИЕ РЕАКЦИИ КОНЪЮГАЦИИ ЛЕКАРСТВ С АМИНОКИСЛОТАМИ И ПЕПТИДАМИ
  15. НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ ГИДРОЛИТИЧЕСКОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ ЛЕКАРСТВ, КАТАЛИЗИРУЕМЫЕ ФЕРМЕНТАМИ НЕУСТАНОВЛЕННОЙ ПРИРОДЫ
  16. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТАБЛИЦ СОПРЯЖЕННОСТИ[30]
  17. ТАБЛИЦА СОПРЯЖЕННОСТИ 2x2
  18. ТАБЛИЦЫ СОПРЯЖЕННОСТИ: КРИТЕРИЙ х2
  19. Технологический процесс подготовки пациента к исследованиям, взятия, сбора и транспортировки биоматериала в лабораторию; этот процесс состоит из следующих операций
  20. Технологический процесс приема и обработки материала, доставленного в лабораторию, и подготовка его к исследованиям; этот процесс состоит из следующих операций