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细胞色素P450

细胞色素P450[1]（英語：cytochrome P450，缩写 CYP）是包含血基質（heme）作为辅因子的一个庞大的酶超家族，具单加氧酶功能[2][3][4]。在哺乳动物中，这些蛋白质氧化类固醇、脂肪酸和异生物质（英语：Xenobiotic）（外源化学物），对多种化合物的清除（英语：Clearance (pharmacology)），以及激素的合成和分解都很重要。在植物中，这些蛋白质对于防御性化合物、脂肪酸和激素的生物合成很重要[3]。

细胞色素P450
细胞色素P450氧化酶（CYP2C9）
鑑定
標誌p450
PfamPF00067（旧版）
InterPro（英语：InterPro）IPR001128
PROSITE（英语：PROSITE）PDOC00081
SCOP（英语：Structural Classification of Proteins）2cpp / SUPFAM
OPM（英语：Orientations of Proteins in Membranes database）家族41
OPM（英语：Orientations of Proteins in Membranes database）蛋白1w0f

CYP酶已在所有生命界中被发现：动物，植物，真菌，原生生物，细菌和古菌以及病毒[5]。 但是，它们并不是无处不在。 例如，在大肠杆菌中尚未发现它们[4][6] 。 已知有超过50,000种不同的CYP蛋白[7]。

CYP通常是电子转移链中的末端氧化酶，大致可归类为含P450的系统（英语：P450-containing systems）(P450-containing systems)。 术语“ P450”是从处于还原状态并与一氧化碳络合的酶的最大特征吸收波长（450 nm）处的分光光度的峰值而得名P450。 大多数CYP都需要蛋白质伴侣来传递一个或多个电子以还原铁（并且最终还原分子氧）。

大多数细胞色素P450酶的功能是催化氧化有机化合物。细胞色素P450的受質包括有：如脂质与類固醇激素的代谢中间产物，亦有药物与其他毒性化学物质等非生物物质。细胞色素P450类是涉及肝臟药物代谢与生物激活作用的主要酶类，约占到各种代谢反应总数的75%。

由细胞色素P450催化的最常见反应就是单加氧酶反应，例如将氧气中的一个氧原子插入到有机底物（以RH表示）中，而另一个氧原子被还原形成水：

RH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + H2O

在P450催化循环。左下角的“Fe（V）中间体”是一种简化：它是带有自由基血红素配体的Fe（IV）。
类固醇生成（Steroidogenesis），显示出细胞色素P450酶执行的许多酶活性[8] 。 HSD：羟基类固醇脱氢酶。

酶活检测

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混合探针底物法

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该方法可以通过检测非那西丁 O- 脱乙基( CYP1A2) 、 甲苯磺丁脲甲基羟基化( CYP2C9) 、 奥美拉唑 5- 羟基化(CYP2C19) 、 右美沙芬 O- 脱甲基化( CYP2D6) 和咪达唑仑 1'- 羟基化( CYP3A4) 的反应产物确定细胞色素P450 酶的活性。[9]

抑制剂

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抑制剂强度分级规则

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细胞色素P450 酶的抑制剂强度分级规则[10]如下：

  1. IC50 ＜1 μmol·L－1为强抑制剂
  2. 1μmol·L－1＜ IC50 ＜10μmol·L－1 为中等强度抑制剂
  3. 10 μmol·L－1＜ IC50 ＜100 μmol·L－1 为弱抑制剂
  4. IC50 ＞100 μmol·L－1 ，在临床上产生明显酶抑制作用的可能性较小

相关抑制剂

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参见 CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、 CYP3A4。

 
细胞色素P450利用氧反弹机制（英语：Oxygen rebound mechanism），通过“化合物I”（与血红素阳离子结合的铁（IV）氧化物）的作用将碳氢化合物转化为醇。

參見

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参考文献

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  1. ^ 汉语推荐使用规范名词,“细胞色素P450/cytochrome P450/一类以还原态与CO结合后在波长450nm处有吸收峰的含血红素的单链蛋白质”[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆），全国科学技术名词审定委员会
  2. ^ Gonzalez FJ, Gelboin HV. Human cytochromes P450: evolution and cDNA-directed expression. Environmental Health Perspectives. November 1992, 98: 81–5. PMC 1519618  . PMID 1486867. doi:10.1289/ehp.929881. 
  3. ^ 3.0 3.1 Cytochrome P450. InterPro. [2020-06-07]. （原始内容存档于2013-05-14）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Danielson PB. The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans. Current Drug Metabolism. December 2002, 3 (6): 561–97. PMID 12369887. doi:10.2174/1389200023337054. 
  5. ^ Lamb DC, Lei L, Warrilow AG, Lepesheva GI, Mullins JG, Waterman MR, Kelly SL. The first virally encoded cytochrome p450. Journal of Virology. August 2009, 83 (16): 8266–9. PMC 2715754  . PMID 19515774. doi:10.1128/JVI.00289-09. 
  6. ^ Sigel R, Sigel A, Sigel H. The Ubiquitous Roles of Cytochrome P450 Proteins: Metal Ions in Life Sciences. New York: Wiley. 2007. ISBN 978-0-470-01672-5. 
  7. ^ Nelson D. Cytochrome P450 Homepage. Human Genomics (University of Tennessee). 2009, 4 (1): 59–65 [2014-11-13]. PMC 3500189  . PMID 19951895. doi:10.1186/1479-7364-4-1-59. （原始内容存档于2010-06-27）. 
  8. ^ Häggström, Mikael; Richfield, David. Diagram of the pathways of human steroidogenesis. WikiJournal of Medicine. 2014, 1 (1). ISSN 2002-4436. doi:10.15347/wjm/2014.005  . 
  9. ^ 郭喻，汪晖． 人细胞色素 P450 同工酶探针底物特异性的研究进展［J］． 中国药理学通报， 2007， 23( 7) : 851 －4．
  10. ^ Parmentier Y，Bossant M J，Bertrand M，et al． In vitro studies of drug metabolism［M］/ / Testa B，van de Waterbeemd H． Comprehensive Medicinal Chemistry Ⅱ - ADME- Tox Approaches． Beijing:Science Press， 2007: 246．

外部連結

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