Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phản ứng dealkyl hóa alkoxyresorufin đặc hiệu isoenzyme cytochrome P450 (P450) trong vi thể não chuột cống
Tóm tắt
Việc đặc trưng các cytochrome P450 (P450) chuyển hóa xenobiotic được thực hiện trong vi thể não chuột cống sử dụng các cơ chất cụ thể là 7-pentoxy- và 7-ethoxyresorufin (PR và ER), được chuyển hóa ở gan bởi P450 2B1/2B2 và 1A1/1A2 tương ứng và 7-benzyloxyresorufin (BR), một cơ chất cho cả hai isoenzyme. Vi thể não đã xúc tác quá trình O-dealkyl hóa của PR, BR và ER trong sự hiện diện của NADPH. Khả năng dealkyl hóa alkoxyresorufin thay đổi ở các vùng khác nhau của não. Vi thể từ các thùy khứu giác thể hiện hoạt tính pentoxyresorufin-O-dealkylase (PROD), benzyloxyresorufin-O-dealkylase (BROD) và ethoxyresorufin-O-dealkylase (EROD) cao nhất. Sự dealkyl hóa được phát hiện là chọn lọc tác nhân kích thích. Trong khi tiền điều trị bằng phenobarbital (PB; 80 mg/kg; tiêm phúc mạc × 5 ngày) dẫn đến sự gia tăng đáng kể ở hoạt tính PROD (3-4 lần) và BROD (4-5 lần), 3-methylcholanthrene (MC; 30 mg/kg; tiêm phúc mạc × 5 ngày) không có ảnh hưởng đến hoạt tính của PROD và chỉ có tác động nhẹ đến BROD (1.4 lần). Tiền điều trị bằng MC đã kích thích mạnh mẽ hoạt tính của EROD (3 lần) trong khi PB không có ảnh hưởng đến nó. Các nghiên cứu động học cho thấy rằng sự gia tăng này trong hoạt tính sau khi tiền điều trị bằng các tác nhân kích thích P450 liên quan đến sự gia tăng đáng kể trong tốc độ phản ứng (Vmax) của O-dealkyl hóa. Các nghiên cứu in vitro sử dụng các chất ức chế hữu cơ và kháng thể đã cung cấp thêm bằng chứng rằng quá trình O-dealkyl hóa alkoxyresorufin là đặc hiệu theo isoenzyme. Trong khi việc thêm a-naphthoflavone (ANF), một chất ức chế các phản ứng xúc tác bởi P450 1A1/1A2 và kháng thể cho các isoenzyme P450 1A1/1A2 ở gan làm giảm hoạt tính EROD tùy thuộc vào nồng độ, metyrapone, một chất ức chế P450 2B1/2B2 và kháng thể cho các isoenzyme P450 2B1/2B2 ở gan đã làm giảm đáng kể hoạt tính của PROD và BROD trong vitro. Dữ liệu cho thấy rằng, như trường hợp ở gan, quá trình dealkyl hóa alkoxyresorufin có thể được sử dụng như một công cụ sinh hóa để đặc trưng hóa các P450 chuyển hóa xenobiotic và tính chọn lọc của cơ chất isoenzymes P450 trong vi thể não chuột cống.
Từ khóa
#cytochrome P450 #dealkyl hóa #alkoxyresorufin #não chuột cống #nghiên cứu sinh hóaTài liệu tham khảo
Nelson DR, Koymans L, Kamataki T, Stegeman JJ, Feyereisen R, Waxman DJ, Waterman MR, Gotoh O, Coon MJ, Estabrook RW, Gunsalus IC, Nebert DW: P450 superfamily: Update on new sequences, gene mapping, accession numbers and nomenclature. Pharmacogenetics 6: 1–42, 1996
Lewis DFW: Cytochromes P450: Structure, function and mechanism. Taylor and Francis Ltd., Great Britain, 1996, pp 169–208
Nebert DW: Proposed role of drug metabolising enzyme: Regulation of steady state levels of the ligands that effect growth, homeostasis, differentiation and neuroendocrine functions. Mol Endocrinol 5: 1203–1214, 1991
Alland P, Marcusson JO, Ross SB: [3H] GBR 12935 binding to cytochrome P450 in the human brain. J Neurochem 62: 342–348, 1994
Stromestedt M, Warner M, Banner CD, MacDonald PC, Gustafsson JA: Role of brain cytochrome P450 in regulation of the level of anesthetic steroids in the brain. Mol Pharmacol 44: 1077–1083, 1993
Stapleton G, Steel M, Richardson M, Mason JO, Rose KA, Morris RGM, Lathe R: A novel cytochrome P450 expressed primarily in brain. J Biol Chem 270: 29739–29745, 1995
Warner M, Gustafsson JA: Effect of ethanol on cytochrome P450 in the rat brain. Proc Natl Acad Sci USA 91: 1019–1023, 1994
Kalow W, Tyndale R: Debrisoquine/Sparteine monooxygenase and other P450s in the brain. In: W. Kalow (ed). Pharmacogenetics of Drug Metabolism. The International Encyclopaedia of Pharmacology and Therapeutics. Pergamon Press Inc., New York, 1992, pp 649–656
Warner M, Kohler C, Hansson T, Gustafsson JA: Regional distribution of cytochrome P450 in the rat brain: Spectral quantitation and contribution of P450 b, e and P450 c,d. J Neurochem 50: 1057–1065, 1988
Farin FM, Omiecinski CJ: Regiospecific expression of cytochrome P-450s and microsomal epoxide hydrolase in human brain tissue. J Toxicol Environ Health 40: 317–335, 1993
Schilter B, Omiecinski CJ: Regional distribution and expression modulation of cytochrome P450 and epoxide hydrolase mRNAs in the rat brain. Mol Pharmacol 44: 990–996, 1993
Kawashima H, Strobel HW: cDNA cloning of a novel rat brain cytochrome P450 belonging to the CYP2D subfamily. Biochem Biophys Res Commun 209: 535–540, 1995
Kawashima H, Strobel HW: cDNA cloning of the new forms of rat brain cytochrome P450 belonging to the CYP4F subfamily. Biochem Biophys Res Commun 217: 1137–1144, 1995
Wang H, Kawashima H, Strobel HW: cDNA cloning of a novel CYP3A from rat brain. Biochem Biophys Res Commun 221: 157–162, 1996
Das M, Seth PK, Mukhtar H: Characterization of microsomal aryl hydrocarbon hydroxylase of rat brain. J Pharmacol Exp Ther 216: 156–161, 1981
Das M, Seth PK, Dixit R, Mukhtar H: NADH-dependent inducible arylhydrocarbon hydroxylase activity in rat brain mitochondria. Arch Biochem Biophys 217: 205–215, 1982
Dhawan A, Parmar D, Das M, Seth PK: Characterization of cerebral 7-ethoxycoumarin-O-deethylase: Evidence for multiplicity of cytochrome P450 in brain. Biochem Med Metab Biol 41: 184–192, 1989
Parmar D, Dhawan A, Dayal M, Seth PK: Immunochemical and biochemical evidences for expression of phenobarbital (PB) and 3-methylcholanthrene (MC) inducible isoenzymes of cytochrome P450 in rat brain. Int J Toxicol 17: 619–630, 1998
Dhawan A, Parmar D, Das M, Seth PK: 7-Ethoxyresorufin-O-deethylase: A cytochrome P448 dependent enzyme in mammalian brain. Eur J Pharmacol (Brief Communication) 183: 1509–1510, 1990
Parmar D, Dhawan A, Seth PK: Evidence for O-dealkylation of 7-pentoxyresorufin by cytochrome P450 2B1/2B2 isoenzymes in brain. Mol Cell Biochem 189: 201–205, 1998
Burke MD, Thomson S, Elcombe CR, Halpert J, Haaparanta T, Mayer RT: Ethoxy-, pentoxy-and benzyloxyphenoxazones and homologues: A series of substrates to distinguish between different induced cytochrome P450. Biochem Pharmacol 34: 3337–3345, 1985
Ravindranath V, Anandatheerthavarada HK: High concentration of cytochrome P-450 linked aminopyrine N-demethylase in mouse brain, and associated sex related difference. Biochem J 261: 769–773, 1989
Anandatheerthavarada HK, Shankar SK, Ravindranath V: Rat brain cytochrome P-450: Catalytic, immunochemical properties and inducibility of multiple forms. Brain Res 536: 339–343, 1990
Glowinski J, Iverson JL: Regional studies of catecholamines in the rat brain – the deposition of [3H]-norepinephrine, [3H]-dopamine and [3H]-DOPA in various regions of the brain. J Neurochem 13: 655–670, 1966
Rutten AAJJL, Falke HE, Catsburg JF, Wortelboer HM, Blaauboer BJ, Doorn L, Van Leeuwen EXR, Theelen R, Rietjens IMCM: Interlaboratory comparison of microsomal ethoxyresorufin and pentoxyresorufin-O-dealkylation determinations: standardization of assay conditions. Arch Toxicol 66: 237–244, 1992
Pohl RJ, Fouts JR: A rapid method for assaying the metabolism of 7-ethoxyresorufin by microsomal subcellular fractions. Anal Biochem 107: 150–155, 1980
Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ: Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem 193: 265–275, 1951
Walther B, Ghersi-Egea JF, Minn A, Siest G: Subcellular distribution of cytochrome P-450 in the brain. Brain Res 375: 338–344, 1986
Perrin R, Minn A, Ghersi-Egea JF, Grassiot MC, Siest G: Distribution of cytochrome P450 activities towards alkoxyresorufin derivatives in rat brain regions, subcellular fractions and isolated cerebral microvessels. Biochem Pharmacol 40: 2145–2151, 1990
Waxman DJ, Azaroff L: Phenobarbital induction of cytochrome P-450 gene expression. Biochem J 281: 577–592, 1992
Nakajima T, Elovaara E, Park SS, Gelboin HV, Hietnen E, Vaino H: Monoclonal antibody-directed characterization of benzene, ethoxyresorufin and pentoxyresorufin metabolism in rat liver microsomes. Biochem Pharmacol 40: 1255–1261, 1990