‹#› 1 ‹#› 2 Xeno- a farmako- biochemie © Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2012 ‹#› 3 biodostupnost ‹#› 4 ‹#› 5 Scan0002 ‹#› 6 xeno2 ‹#› 7 ‹#› 8 oxygenasy1 ‹#› 9 oxygenasy2 ‹#› 10 Oxygenasy katalyzují přímou reakci substrátu s molekulárním kyslíkem – O2 (dikyslíkem). Dioxygenasy - reakce 2 atomů kyslíku se substrátem: R + O2 ® RO2 - neuplatňují se Monooxygenasy - jen jeden atom z dikyslíku reaguje se substrátem, druhý kyslíkový atom je redukován na vodu a to vodíky, které poskytne NADPH + H+ . ‹#› 11 Monooxygenasy RH + O2 + NADPH + H+ ® ® ROH + H2O + NADP+ Monooxygenasy = „oxygenasy se smíšenou funkcí“ Smíšená funkce: oxygenace substrátu RH oxidace NADPH ( Monooxygenasy se uplatňují v hydroxylacích v 1. fázi metabolismu xenobiotik ). ‹#› 12 Pentosafosfátová dráha jako zdroj NADPH + H+ ‹#› 13 Pentosafosfátový cyklus, lokalizace : ● játra ● varlata ● tuková tkáň ● mléčná žláza (jen v období laktace) ● nadledviny ● erythrocyty ● štítná žláza ● lokalizace v buňkách: cytosol ● oxidační část pentosafosfátové dráhy je zdrojem redukované formy NADP+ (tj. NADPH + H+ , nezaměňovat s redukovanou formou NAD+ !!) ● oxidační fáze cyklu je nevratná, neoxidační fáze vratná je a funguje i v jiných orgánech (zdroj ribosa-fosfátů) ● syntézy dehydrogenas jsou indukovatelné insulinem ‹#› 14 Pentosafosfátový cyklus, oxidační část (1) : Glc-6-P-dehydrogenasa β-D-Glc-6-P lakton 6-P-glukonové kys. ‹#› 15 Pentosafosfátový cyklus, oxidační část (2) : hydrolýza laktonu (= cyklického esteru) 6-P-glukonová kys glukonolakton hydrolasa ‹#› 16 Pentosafosfátový cyklus, oxidační část (3) : dehydrogenasa 6-P-glukonové kys. 3-oxo-6-P-glukonová kys. „Cílem“ reakce je získat β-keto- (= 3-oxo-) kyselinu. Ta spontanně dekarboxyluje, produktem reakce je pak pentosa. ‹#› 17 Pentosafosfátový cyklus, oxidační část (4) : ribuloso-5-P spontanní dekarboxylace β-ketokyseliny (viz též dále: acetoctová kys. → aceton, oxaljantarová kys.→ 2-oxoglutarová) ‹#› 18 Příklady jiných spontanních dekarboxylací β-ketokyselin : acetoctová kys. → aceton oxaljantarová kys. → 2-oxoglutarová (α-ketoglutarová) Řetězec β-ketokyseliny je zde „schován“ ve struktuře (zeleně). Kys. oxaljantarová vzniká dehydrogenací isocitrátu a po dekarboxylaci (fialově) skýtá 2-oxoglutarovou kyselinu (Krebsův cyklus). ‹#› 19 Hydroxylace vyžaduje aktivaci dikyslíku. Tu zprostředkuje cytochrom P450. (Název: cytochromy P450 absorbují světlo s absorpčním maximem při 450 nm, když je na ně vázán CO. „P“ = pigment). Jsou to v membráně ER zakotvené bílkoviny, zajišťující přenos elektronů z vodíků NADPH + H+ . Monooxygenasy a cytochrom P450: NADPH ® flavoprotein ® adrenodoxin ® cyt P450 Adrenodoxin je protein s nehemovým železem. Přijetí elektronu cyt P450 vyvolá změnu Fe3+ ® Fe2+. Jedině tento oxidační stav Fe je schopen vázat dikyslík (shodné u Hb!!). Druhý přenesený elektron slouží k rozvolnění dvojné vazby již navázaného dikyslíku. Vznikají radikály: R• ze substrátu RH (odnětím vodíku) a •OH z původního dikyslíku. Následuje vytvoření –OH skupiny z obou radikálů. ‹#› 20 ‹#› 21 AD ‹#› 22 aldehyd hydrát aldehydu (nikoliv alkohol!) kyselina Oxidace aldehydu na kyselinu : ‹#› 23 skenovat0007 Odbourání alkoholu : muž: ~ 0,1 g EtOH . h-1. kg-1 žena: ~ 0,085 g EtOH . h-1. kg-1 oxid uhličitý: vasodilatace, zvýšení resorpce cukr / slad: snížení resorpce aromatické látky / hořčiny / byliny: zvýšení resorpce ‹#› 24 Nežádoucí účinky alkoholu : ‹#› 25 xeno ‹#› 26 anesth ‹#› 27 ‹#› 28 1 ‹#› 29 hydroxylace1 ‹#› 30 hydroxylace2 ‹#› 31 hydroxylace3 ‹#› 32 2 ‹#› 33 3 ‹#› 34 hydroxylace4 ‹#› 35 4 ‹#› 36 dealkylace ‹#› 37 5 ‹#› 38 hydroxylace5 ‹#› 39 de ‹#› 40 deaminace ‹#› 41 Dehydrogenační deaminace : GMD = glutamát.dehydrogenasa (mitochondrie) Cílem transaminací je vytvořit kys. glutamovou, tj. látku vhodnou pro odbourání amino- skupiny. Na transaminaci tedy navazuje „dehydrogenační deaminace“: dehydrogenací (za účasti NAD+ neb NADP+) se vytvoří iminoskupina, její hydrolyza poskytne amoniak a 2-oxoglutarovou kys. Poznámka: rozdělování názvů enzymů tečkami je použito úmyslně pro lepší čitelnost. Doporučené pracovní názvy pro české/slovenské názvosloví (SI-systém, 1980) takové dělení neznají. V ostatním názvy i zkratky enzymů zcela odpovídají oficiálním doporučením. „amino, imino, keto, ach, jak snadné je to !“ amino- → imino- → keto- (oxo-) ‹#› 42 6 ‹#› 43 sulfid ‹#› 44 7 ‹#› 45 ‹#› 46 1 ‹#› 47 Glc-1-P UTP UDP-Glc anhydridová vazba anhydridová vazba Vznik UDP-Glc : ‹#› 48 UDP-Glc UDP-GlcUA Konjugace s kys. glukuronovou („GlcUA“) : steroid-3-glukosiduronát (schematicky) ‹#› 49 konjugace ‹#› 50 2 ‹#› 51 „PAPS“ : anhydridová vazba = 3´- fosfoadenosin - 5´- fosfosulfát = „aktívní sulfát“ ‹#› 52 PAPS ‹#› 53 Konjugace s kys. sírovou : Schématicky je znázorněn alkylsulfát tj. ester kys sírové a 3b-OH steroidu. Tento typ konjugátů je u steroidů méně častý než glukosiduronát. ‹#› 54 3 ‹#› 55 alkyl ‹#› 56 4 ‹#› 57 acyl1 ‹#› 58 5 ‹#› 59 konjugAA4 konjugace s GSH : 1/ využit je pouze Cys, Glu + Gly se odštěpí 2/ současnou reakcí s acetyl-CoA: → event. vznik N-acetyl- derivátu Reakce s GSH (s glutathionem) : ‹#› 60 LTC: GSH LTD: Cys-Gly LTE: Cys ‹#› 61 6 ‹#› 62 konjugAA1 ‹#› 63 konjugAA2 ‹#› 64 konjugAA3 ‹#› 65 kapacity ‹#› 66 1xeno ‹#› 67 2xeno ‹#› 68 ‹#› 69 ‹#› 70 ‹#› 71 Acetanilid : kys. octová anilin ‹#› 72 Paracetamol, acetaminophen : p-hydroxy.acet.anilid, ( „Paralen“, „Panadol“ ) správně: N-(4-hydroxyfenyl)acetamid od acetanilidu jsou odvozena také „lokální anestetika amidového typu“ „Lidokain“ je di.methyl- „Trimekain“ tri.methyl- derivátem 2-(diethylamino)acetanilidu ‹#› 73 Paracetamol, acetaminophen : „Paralen“ tbl. 500 mg „p-hydroxy.acet.anilid“ 0,5 – 1,0 g 3-4 x denně Paracetamol se stává výrazně hepatotoxickým, pokud je užíván ve větších dávkách/a nebo dlouhodobě: maximální denní dávka 4 g (dospělý) maximální jednotlivá dávka 1 g (pro hmotnost ≥ 60 kg) 0,5 g (pro hmotnost ≤ 60 kg) odstup jednotlivých dávek: min. 4 h ‹#› 74 paracetamol (běžné dávkování) ~ 90 % netoxické konjugáty: glukuronidy, sulfáty ~ 5 % toxický derivát benzochinonu (viz dále) Paracetamol – metabolismus v játrech : ‹#› 75 CYP 2E1 N-acetyl-p-benzo.chinon.imin (hepatotoxická látka) Hepatotoxicita paracetamolu : konjugace s GSH moč předávkování → vyčerpání GSH → metabolit nelze z jater vyloučit → poškození jater antidotum: N-Ac-Cys ‹#› 76 ‹#› 77