ENZYMY 2. FÁZE BIOTRANSFORMACE:
Glutathion-S-transferázy (GST)
Uridindifosfoglukuronyltransferázy (UDPGT)
Sulfotransferázy (SULF)
N-, O-acetyltransferázy (NAT, OAT)
Methyltransferázy
Enzymy syntézy kyseliny merkapturové
Antioxidační enzymy - NQO, GST, GSPx, GR, CAT, SOD
GLUTATHION-S-TRANSFERÁZY
Konjugační agens je nukleofil (GSH);
typické substráty GST: elektrofilní xenobiotika / intermediáty
(alifatické a aromatické epoxidy a halidy, organické nitráty
GST ­ TYPICKÉ SCHÉMA KONJUGAČNÍ
REAKCE
Reaktivní intermediát BaPDE Konjugát
KLASIFIKACE GST ENZYMŮ
Funkční GST enzymy
jsou dimery
membránově vázaný
GST
REGULACE GENOVÉ EXPRESE ISOENZYMŮ
GST
UDP-GLUKURONYLTRANSFERÁZY
onj. agens elektrofil
kys. UDP-glukuronová);
ubstráty jsou nukleofilní
enobiotika / intermediáty
enoly, alkoholy, aminy,
arboxylové kyseliny)
UDP-GLUKURONYLTRANSFERÁZY
Typická
konjugační
reakce
s fenolem
UDP-GLUKURONYLTRANSFERÁZY
KLASIFIKACEKLASIFIKACE
UGTUGT
SEKVENSEKVENČČNNÍÍ
PPŘŘÍÍBUZNOSTBUZNOST
UGTUGT
SULFOTRANSFERÁZY
elektrofilní konjugační agens 3'-fosfoadenosin-5'fosfosulfát
(PAPS) reaguje s fenolem aj. nukleofily
SULFOTRANSFERÁZY
sumární rovnice
ANTIOXIDAČNÍ OBRANNÉ SYSTÉMY
Nízkomolekulární antioxidanty (lipofilní a hydrofilní)
Antioxidační enzymy (NQO, GST, GSPx, GR, CAT, SOD)
REAKTIVNÍ FORMY KYSLÍKU (ROS)
edukce
itrosloučenin
uperoxid
eroxid
ydroxylový
adikál
1) reaktivní formy kyslíku (ROS), NO aj. dusíkaté slouč.
ANTIOXIDAČNÍ OBRANNÉ SYSTÉMY (ENZYMY):
Superoxiddismutázy katalyzují dismutaci O2
-. na H2O2 Cu/Zn
SOD (cytosol, jádro), Mn SOD (mitochondrie),
CuSOD (primárně plasma)
Kataláza katalyzuje dismutaci H2O2, redukuje methyl- a
ethylhydroperoxidy; tetramerní hemoprotein (peroxisomy)
Glutathionperoxidáza katalyzuje redukci H2O2 a dalších
hydroperoxidů (včetně lipidperoxidů); selenoprotein
(výskyt primárně v cytosolu, také v mitochondriích)
Glutathion-S-transferázy redukují hydroperoxidy, výskyt v
cytosolu, existuje také ,,mikrosomální" GST v bun.
membránách
Glutathionreduktáza katalyzuje redukci
nízkomolekulárních disulfidů, hlavně oxidovaný glutathion
(,,GSH cyklus")
NADPH/chinonoxidoreduktázy (NQO) redukuje chinony na
katecholy
ANTIOXIDAČNÍ OBRANNÉ SYSTÉMY
(NÍZKOMOLEKULÁRNÍ LÁTKY):
vitamín E konvertuje O2
-.,
.OH a lipidové peroxyradikály na
méně reaktivní formy; zastavuje řetězové reakce lipidní
peroxidace; lipidové membrány, extracelulární tekutiny
bilirubin reaguje s ROO- , produkt hemoproteinu, výskyt v
krvi i tkáních
-karoten zháší O2
. , reakce s peroxyly; metabolický
prekursor vitamínu A, výskyt v membránách
vitamín C přímo zháší O2
. a
.OH, přispívá k regeneraci
vitamínu E, distribuce v extra- i intracelulárních tekutinách
kyselina močová (oxidovaná purinová báze); zháší
peroxylové radikály, O2
. a
.OH, zabraňuje oxidaci vit. C,
váže transitní kovy; široká distribuce
glutathion (GSH) substrát v reakcích GST a GSHPx, také
přímo reaguje s organickými volnými radikály, O2
. a
.OH
další antioxidanty: cystein, glukóza aj.
ipidní
sloučeniny
sloučeniny
rozpustné
ve vodě
ANTIOXIDAČNÍ ENZYMY VS. ROS
GLUTATHION JAKO ANTIOXIDANT
Funkce GSH:
- redukce disulfidických můstků
- přímá reakce s ROS a kyslík.
metabolity (lipid. peroxidy...)
- kofaktor glutathionperoxidáz
(Se-dependentních GPx, GST)
Další funkce:
- kofaktor konjugačních reakcí
katalyzovaných GST,
např. s fenoly
- účast v biosyntéze leukotrienů
Redukce GSSG na GSH
pomocí GR
GLUTATHIONREDUKTÁZA
GR
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE
(ABC TRANSPORTÉRY)
ABC TRANSPORTÉRY: MULTIDRUG
RESISTANCE (MDR) SYSTEM
Transport
ipidů,
xenobiotik
aj. látek
vně buněčné
membrány
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE
(ABC TRANSPORTÉRY)
Nejvýznamnější zástupci ABC (ATP Binding Cassette) transportérů:
1. ABCC ­ transport aniontů včetně S-glutathionyl- a sulfátových konjugátů
MRP1 (ABCC1, mrp1 gen) trasnportuje přes membránu LTC4, D4, E4;
komplexuje oxidovaný glutathion (GSSG)
2. ABCB ­ transport peptidů, transmembránový transport xenobiotik v játrech,
placentální bariéře aj.
P-glykoprotein (P-gp = ABCB1, mdr1 gen) odstraňuje Vinca alkaloidy (vincristine,
vinblastine), anthracykliny (doxorubicin, daunorubicin), taxoly (paclitaxel)
Chemosensitizers: calcium channel blockers (verapamil), antagonisté calmodulinu
(chlorpromazine), steroidy (prog., kortisol, tamoxifen), xanthiny (pentoxyphiline)
3. ABCG2 (BCRP, breast cancer resistence protein) ­ velmi častá ,,overexprese"
v karcinomu prsu
3. FÁZE BIOTRANSFORMACE:
KOMPLEXNÍ REGULACE GENOVÉ EXPRESE
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ nově
identifikovaný ,,cíl" xenobiotik
Fosfolipázy A2 (PLA2)
Fosfolipázy C (PI- PLC, PC-PLC)
DAG lipázy
Cytochromy P450 (CYP4A, CYP2E1, CYP1A, ...)
Lipoxygenázy (LOX-5, LOX-12, ...)
Cyklooxygenázy (COX-2)
Xenobiotika
modulují řadu enzymů
metabolismu lipidů
ipidovémediátory
efekty na intracelulární
signální transdukci
endokrinní /
parakrinní signály
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
fosfolipidy - substráty pro PLA2 a PLC
produkty: AA diacylglycerol (DAG)
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
PL-PLC (SMsyntáza)
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
role syntézy ceramidu a DAG v signální transdukc
PC-PLC a
SMsyntáza
versus
SMáza
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
ceramid aktivuje enzymy signální transdukce
BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ:
kys. arachidonová - substrát CYP, LOX a COX
REGULACE EXPRESE TRANSKRIPČNÍMI
FAKTORY NF-kB
GENOVÁ EXPRESE
COX-2, PLA2, iNOS,
cytokinů (TNFa aj.),
chemokinů
PROZÁNĚTLIVÉ
PROCESY