Citocromo P450

citocromo P450 Sub-H + O2 + NADPH + H+  Sub-OH + NADP+ + H2O è una monoossigenasi che catalizza la reazione di ossidrilazione Sub-H + O2 + NADPH + H+  Sub-OH + NADP+ + H2O Coinvolto nel metabolismo di numerosi composti idrofobici sostanze endogene come il colesterolo, steroidi e lipidi - sostanze esogene come farmaci, inquinanti ambientali Localizzazione cellulare Mitocondrio: colesterolo, ormoni steroidei Enzimi specifici Reticolo endoplasmatico: xenobiotici Enzimi poco specifici Localizzazione d’organo Fegato Apparato gastrointestinale Ghiandola surrenale

sistema di trasporto microsomiale del citocromo P450 sistema di trasporto coinvolge una flavoproteina ed una proteina Fe-S membrana mitocondriale interna NADPH + H+ NADP+ FAD Fe2+-S Fe3-eme S-OH S-H O2 2 H+ Fe 3+-S FLAVOPROTEINA adrenodossina reduttasi FADH2 Cit P450 Fe2-eme H2O PROTEINA Fe-S sistema di trasporto microsomiale del citocromo P450 NADPH + H+ NADP+ FAD citocromo P450 reduttasi FADH2 Fe3-eme S-OH S-H O2 Cit P450 Fe2-eme H2O Ghiandole surrenali ricche in mitocondri specializzati per il metaboslimo degli steroidi, più grandi con più creste. Sito attivo P450 verso la matrice 2 H+

CYP450 superfamiglia di geni - 60 geni nell’uomo Substrati endogeni. Acido arachidonico ed acidi grassi Sali biliari (CYP 7A1 = 7 idrossilasi) Ormoni steroidei Vitamine liposolubili retinolo  acido retinoico CYP3A4 = Vit D325-idrossilasi Xenobiotici CYP2E1: metabolizza etanolo CYP3A4: metabolizza il >30% dei farmaci CYP 2C9. CYP 2D6: esistenza di forme polimorfiche CYP450 superfamiglia di geni - 60 geni nell’uomo Famiglie (geni differenti) 1,2,3,etc < 40% identità Sottofamiglia 2A,2B,2C etc 40-55%identità Stessa famiglia 2A1, 2A2, 2A3 etc >55% identità

METABOLISMO degli XENOBIOTICI Gli xenobiotici sono SOSTANZE LIPOFILE Il metabolismo è essenzialmente mirato a renderle più idrofile attraverso: Metabolismo di fase I : introduzione di un gruppo ossidrilico (-OH) Citocromo P450 del R.E. Metabolismo di fase II: coniugazione con un composto endogeno polare (acido glucuronico, solfato, glutatione) U DP glucuronil transferasi Solfotransferasi Glutatione S-transferasi Diventano solubili in acqua- eliminati con la bile o con le urine

I livelli di P450 del R.E. variano da individuo ad individuo per fattori genetici e/o ambientali Diminuzione: - mutazioni del gene - esposizione a fattori ambientali - inibitori Aumento: - duplicazione del gene - induttori

Ciascun substrato può essere trasformato da più isoforme Citocromo P450 Ciascuna isoforma può trasformare substrati diversi per la presenza di siti di riconoscimento per i diversi substrati Ciascun substrato può essere trasformato da più isoforme Molte isoforme sono inducibili dai substrati stessi e producendo così variazioni nei livelli dell’enzima Polimorfismi genetici possono predisporre individui diversi ad una diversa capacità metabolica verso uno stesso xenobiotico (farmacogenetica)

Controllo trascrizionale degli enzimi di fase I e II tramite recettori nucleari: recettori per gli steroidi/xenobiotici attivati dai ligandi Sensori degli xenobiotici AhR = recettore per gli idrocarburi PXR = recettore X del pregnano ACR = recettore costitutitvo per gli androstani formano eterodimeri con RXR (recettore per l’acido retinoico) riconoscono nel promotore dei geni CYP XRE = xenobiotic reasponse element