Biotranszformáció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet



Hasonló dokumentumok
Biotranszformáció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

Glukuronidtranszport az endoplazmás retikulumban

Az aminosav anyagcsere orvosi vonatkozásai Csősz Éva

A koleszterin-anyagcsere szabályozása (Csala Miklós)

Szénhidrátanyagcsere. net

A biotranszformációs lépések áttekintése

Integráció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

Alkoholmetabolizmus. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A légzési lánc és az oxidatív foszforiláció

CzB Élettan: a sejt

MÉRGEK SORSA AZ ÉLŐ SZERVEZETBEN ELŐADÓ DR. LEHEL JÓZSEF

Toxikológiai ismeretek 1.

A szénhidrátok lebomlása

Gyógyszermetabolizmus és gyógyszertoxicitás

Az Etanol Metabolizmusa és az Alkoholos Májkárosodás Biokémiája

In vitro módszerek alkalmazása a gyógyszerfejlesztésben

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

7. előadás: A plazma mebrán szerkezete és funkciója. Anyagtranszport a plazma membránon keresztül.

Az enzimek katalitikus aktivitású fehérjék. Jellemzőik: bonyolult szerkezet, nagy molekulatömeg, kolloidális sajátságok, alakváltozás, polaritás.

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

SZTEROIDKONVERZIÓK. BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1. Szteroidkonverziók

TRANSZPORTEREK Szakács Gergely

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

ÉRETTSÉGI HÁZIDOLGOZAT KÉMIÁBÓL A VÉR BIOKÉMIAI ANALÍZISE

BIOKÉMIA TANTÁRGY TEMATIKÁJA GYTK

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

A neuroendokrin jelátviteli rendszer

Farmakobiokémia, gyógyszertervezés


Sporttáplálkozás. Étrend-kiegészítők. Készítette: Honti Péter dietetikus július

A KOLESZTERIN SZERKEZETE. (koleszterin v. koleszterol)

Orvosi biokémia, molekuláris és sejtbiológia II. Az intermedier anyagcsere

(neutrális lipidek) glicerofoszfolipidek szfingolipidek galactolipidek

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

A máj klinikai kémiája

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

A gázcsere alapjai, a légzési gázok szállítása

BETEG KÖZELI LABORATÓRIUMI VIZSGÁLATOK Point of care testing (POCT) Szabó Antal Laboratóriumi Medicina Intézet

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Osztály: 9 L. Tantárgy: Biológia Tanár: Filipszki Zsuzsa Időszak: III. negyedév Tananyag:

Pro- és antioxidáns hatások szerepe az endoplazmás retikulum eredetű stresszben és apoptózisban

Anyag és energiaforgalom

Tari Irma Kredit 2 Heti óraszám 2 típus AJÁNLOTT IRODALOM

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

Tézis tárgyköréhez kapcsolódó tudományos közlemények

ZSÍRSAVAK OXIDÁCIÓJA. FRANZ KNOOP német biokémikus írta le először a mechanizmusát. R C ~S KoA. a, R-COOH + ATP + KoA R C ~S KoA + AMP + PP i

Biobiztonság 6. Dr. Szatmári István

Plazmaenzimek laboratóriumi vizsgálata

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Detektorok tulajdonságai

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

A miokardium intracelluláris kalcium homeosztázisa: iszkémiás és kardiomiopátiás változások

Endokrinológia. Közös jellemzők: nincs kivezetőcső, nincs végkamra - hámsejt csoportosulások. váladékuk a hormon

A plazmamembrán felépítése

Biológia 3. zh. A gyenge sav típusú molekulák mozgása a szervezetben. Gyengesav transzport. A glükuronsavval konjugált molekulákat a vese kiválasztja.

II. Grafikonok elemzése (17 pont)

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Nemzeti Akkreditáló Testület. BŐVÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Mária. A pirimidin-nukleotidok. nukleotidok anyagcseréje

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

1b. Fehérje transzport

AZ OXIDATÍV STRESSZ ÉS AZ ANTIOXIDÁNS VÉDELMI

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

BETEGTÁJÉKOZTATÓ: INFORMÁCIÓK A FELHASZNÁLÓ SZÁMÁRA. Fosicard Plus 20 mg/12,5 mg tabletta fozinopril-nátrium/hidroklorotiazid

3. Sejtalkotó molekulák III.

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA A BIOLÓGIAI MEMBRÁNOK 1. kulcsszó cím: MEMBRÁNOK

A veseműködés élettana, a kiválasztás funkciója, az emberi test víztereinek élettana (5)

BIOLÓGIAI OXIDÁCIÓK BIOMIMETIKUS MODELLEZÉSE

6.1. Ca 2+ forgalom - - H-6. Kalcium háztartás. 4 g H + Albumin - Fehérjéhez kötött Összes plazma Ca. Ca 2+ Belsô Ca 2+ forgalom

Opponensi bírálói vélemény Dr. Hegyi Péter

A szénhidrátok anyagcseréje. SZTE AOK Biokémiai Intézet Gyógyszerész hallgatók számára 2014.

Klinikai kémia. Laboratóriumi diagnosztika. Szerkesztette: Szarka András. Írta: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Semmelweis Egyetem

Diabéteszes redox változások hatása a stresszfehérjékre

A TRICHODERMA REESEI GOMBA ÉS S GENETIKÁJA

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

Belső elválasztású mirigyek

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

OTKA Zárójelentés. I. Ösztrogén receptor α génpolimorfizmusok vizsgálata ischaemiás stroke-ban

1. oldal TÁMOP-6.1.2/LHH/11-B Életmódprogramok megvalósítása Abaúj-Hegyköz lakosainak egészségéért. Hírlevél. Röviden a cukorbetegségről

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

Izoprén-származékok. Koleszterin. Szteroid hormonok

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

A GOMBÁK BIRODALMA FILOGENETIKAI KAPCSOLATOT ÉRZÉKELTETŐ ALLEGORIKUS ÁBRÁZOLÁS

GYOMOR. EGYES SZERVEK ÉS SZERVREND- SZEREK BIOKÉMIAI MŰKÖDÉSEI 1. Az emésztés és felszívódás PEPSZIN GYOMOR 2. PATKÓBÉL, DUODENUM

Sejtszintű anyagcsere Ökrös Ilona

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

A biokémia alapjai. Typotex Kiadó. Wunderlich Lívius Szarka András

Élettan-anatómia. 1. félév

A téma címe: Antioxidáns anyagcsere és transzportfolyamatok az endo/szarkoplazmás retikulumban A kutatás időtartama: 4 év

Átírás:

Biotranszformáció Csala Miklós Semmelweis Egyetem rvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet

direkt bilirubin hem (porfirin) X koleszterin X epesavak piruvát acil-koa citoplazma piruvát PDH acetil-koa β-oxidáció acil-koa citrátkör C 2 mitokondrium

Endobiotikumok: endogén vegyületek, amelyek nem tudnak lebomlani és energiát szolgáltatni a sejtben. Rendszerint hidrofób, kis vízoldékonyságú anyagok, ezért könnyen felhalmozódnak és mérgezővé válnak. (pl. koleszterin, szteroid hormonok, katekolaminok, hem, eikozanoidok stb.) Xenobiotikumok: hasonló természetű exogén vegyületek. (pl. a táplálék természetes főleg növényi eredetű összetevői; tartósítószerek, rovarirtó-, növényvédőszerek, gyógyszerek, környezetszennyező anyagok stb.)

Biotranszformáció: azon biokémiai reakciók és transzport folyamatok összessége, amelyek a xeno/endobiotikumokat inaktív és rendszerint vízoldékonyabb kiürítésre alkalmas molekulákká alakítják.

mérgező lehet A biotranszformáció fázisai X-H X-H xenobiotikum gyakran mérgezőbb a kiindulóvegyületnél endobiotikum előkészítés: I. fázis funkciós csoportot tartalmazó intermedier konjugáció: II. fázis E-H E-H biológiailag aktív lehet biológiailag aktív vegyület rendszerint nem mérgező és vízoldékony X--Y konjugált végtermék E--Y rendszerint inaktív kiürítés: III. fázis epe v. vizelet epe v. vizelet

Előkészítés I. fázis cél: funkciós csoportok (-H, -NH 2, -SH, -C - stb.) létrehozása oxidáció hidroxiláció aromás, alifás, nitrogén dezalkiláció (N-, S-, P) dezamináció N-, S-, P- oxidációk S-kicserélés epoxidáció egyebek Enzimek: redukció azo redukció nitro redukció diszulfid redukció egyebek monooxigenázok dioxigenázok dehidrogenázok hidrolázok hidrolízis észterek amidok

I. fázis reakciói

Azo-redukció H 2 N NH 2 H 2 N N N S 2 NH 2 H 2 N + Prontosil NH 2 H 2 N S 2 NH 2 szulfonamid sulfanilamide Nitro-redukció nitrobenzol N 2 N NHH NH 2 N 2 NH 2 anilin chloramphenicol (antibacterial) kloramfenikol CHH CHH HCH 2 CHNHCCHCl 2 HCH 2 CHNHCCHCl 2

Diszulfid-redukció CH 3 CH 2 N CH 3 CH 2 S S S CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 C SS C N 2 N C CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 Disulfiram (Anatabuse ) SH Egyéb redukciók C C C C C H C As 5+ As 3+

Hidrolízis észterek CH CCH 3 + H 2 CH H + HCCH 3 acetylsalicylic acid acetil-szalicilsav amidok H 2 N S CH 3 RCNH N penicillins penicillinek S CH 3 CH 3 CH RCH +H 2 RCNH HC N N H CH 3 CH S CH 3 CH 3 CH

Monooxigenálás

Citokróm P450 enzimek hemet tartalmazó fehérjék a kevert funkciójú oxigenáz elektrontranszfer rendszer terminális tagjai a sima felszínű endoplazmás retikulumban találhatók (minden sejttípusban) NADPH-t használnak monooxigenáláshoz széles a szubsztrátskálájuk (csekély a specificitásuk) jelentős polimorfizmust mutatnak indukálhatók

P450-reduktáz P450-reduktáz

Citokróm P450 monooxigenáz és P450-reduktáz NADPH + H + E-FAD E-FMNH 2 2 A-H P450-reduktáz CYP450 NADP + E-FADH 2 E-FMN H 2 A-H

Hidroxiláció H benzol Benzene fenol Phenol

Epoxidáció H Benzo[a]pyrene benzo[a]pirén H benzo[a]pirén- Benzo[a]pyrene 7,8-oxide 7,8-epoxid

Dezalkilálás H 2 C CH 3 H + H o C CH 3 N N H C CH 3 H C CH 3 Phenacetin Acetaminophen Acetaldehyde fenacetin acetaminofen acetaldehid

A P450 gén szupercsalád Nomenklatúra: CYPCsalád/Alcsalád/Gén Család = 1, 2, 150 ~40% aa hasonlóság Alcsalád = A, B, H 55-65% aa hasonlóság Gén = 1, 2..10... >97% aa hasonlóság (polimorfizmus) CYP 3 A 4 *15 A-B család >40% szekvenciahomológia izoenzim alcsalád >55% szekvenciahomológia allél

Citokróm P450 enzimek A CYP izoenzimek főleg a májban expresszálódnak CYP 1A2 13% CYP 1A6 8% CYP 2D6 2% other CYP 2A6 7% 4% CYP 2C6 6% CYP distribution CYP 2E1 13% CYP 3 31% CYP 2C11 16% CYP 3 CYP 2C11 CYP 2E1 CYP 2C6 CYP 1A6 CYP 1A2 CYP 2A6 CYP 2D6 other

Az első fázis biológiai/farmakológiai hatása pentobarbitál (aktív) hidroxi-pentobarbitál (inaktív) dietil-stilbösztrol karcinogén epoxid

acetil-szalicilsav Acetylsalicylic Acid ACTIVE(aktív) analgesic C 2 H szalicilsav (aktív) Salicylic acid ACTIVE analgesic C 2 H CCH 3 H kodein Codeine (aktív kábító ACTIVE fájdalomcsillapító) narcotic analgesic morfin (még aktívabb kábító fájdalomcsillapító) Morphine ACTIVE (more potent) narcotic analgesic H N CH 3 H N CH 3 H H H 3 C H H H metanol (aktív depresszáns) Methanol ACTIVE CNS depressant CH 3 H formaldehid Formaldehyde (méreg) TXIC HCH ( ) hangyasav Formic Acid (méreg) TXIC ( ) HCH

H H H H H H H H H H H H H NH H DNA P450IA1 Epoxide hydrolase P450IIIA4 7,8-epoxide 7,8-dihydrodiol 9,10-epoxide Protein 7,8-dihydrodiol H H H H H H H H H H H H H NH H DNA P450IA1 Epoxide hydrolase P450IIIA4 7,8-epoxide 7,8-dihydrodiol 9,10-epoxide Protein 7,8-dihydrodiol A benzpirén metabolikus aktiválása A benzpirén metabolikus aktiválása

II. Fázis Konjugáció

Glukuronidáció glukóz-1-foszfát UGT: UDP-glukuronozil-transzferáz UTP PP i 2NAD + 2NADH + 2H + UDP-glukóz acetaminofen +UDP +UDP UDP-glukuronsav ibuprofen p-aminoszalicilsav +UDP

endobiotikum xenobiotikum VÉR citoplazma konjugált termék III. fázis EPE konjugált termék ER lumen endobiotikum xenobiotikum I. fázis II. fázis konjugálandó szubsztrát konjugálandó szubsztrát konjugált termék konjugált termék UGT

Szulfatálás S 4 2- ATP PP i ATP APS ADP szulfotranszferáz acetaminofen

Glutationos konjugáció Glu glutation S-transzferáz glutamil- transzferáz glutation (GSH) acetiláz ciszteinil- glicináz Gly acetyl-s-coa HS-CoA merkaptursavszármazék

Aminosavas konjugáció glicin N-aciltranszferáz benzoesav benzoil-koa hippurát

Acetilálás transzacetiláz HS-CoA prokainamid acetil-koa N-acetil-prokainamid

Metilálás ATP Metionin PP i + P i +SAH noradrenalin 3-metoxi-noradrenalin +SAH adrenalin

III. Fázis kiürítés

endobiotikum xenobiotikum X HEPATCITA MRP1/3/6 vér ATPA/B/C/8 PGT X hct1 NTCP endoplazmás retikulum X-H X-konjugátum epe sejtmag citoplazma MRP2 MDR1/3 BSEP

ABC transzporterek citoplazma citoplazma nukleotidkötő domének (NBD) pumpa (MRP) motor (NBD) ABC: ATP-binding cassette csatorna (CFTR)

A gyógyszermetabolizáló enzimek polimorfizmusáról

A koleszterin mint endobiotikum koleszterin NADPH 22-hidroxi-koleszterin NADPH 20,22-dihidroxi-koleszterin NADPH kortizol pregnenolon 2 NADPH Izokaproaldehid

koleszterin A koleszterin biotranszformációja CYP450 monooxigenázok glikokolát (konjugált epesav) Kolát (epesav)

hem-oxigenáz hem A hem biotranszformációja biliverdinreduktáz

A hem biotranszformációja UDPglukuronoziltranszferáz 2 UDP-glukuronsav 2 UDP bilirubin-diglukuronid

A biotranszformációs enzimek transzkripciós szintű szabályozása

Aromás szénhidrogének RS/elektrofilek/antioxidánsok Fenobarbitál Rifampicin Fibrátok Dexametazon Ligand által aktivált transzkripciós faktor AhR Nrf2 CAR PXR PPARα GR CYP-ek, UGT-k és más biotranszformáló fehérjék indukciója Xeno/endobiotikumok detoxifikálása Endobiotikumok homeosztázisa AhR, Ah-receptor; CAR, konstitutív androsztánreceptor; GR, glukokortikoidreceptor; Nrf2, magi erythroid-related faktor 2; PXR, pregnán X receptor; PPARα, peroxiszómaproliferátor-aktivált receptor α Bock KW. Biochemical Pharmacology 2011, 82(1): 9-16

Citoplazma Sejtmag Ligand Hsp90 Hsp90 XRE/DRE RS, elektrofil vegy.-ek Nrf2 lebontása ARE/EpRE ARE/EpRE: antioxidant/electrophile response element, XRE/DRE: xenobiotic/dioxin response element NQ: NAD(P)H:kinon oxidoreduktáz

AH: poliaromás szénhidrogén metilkolantrén (MC) benz[a]pirén (BaP) halogénezett AH (Ezek némelyikét nem tudják átalakítani a biotranszformációs enzimek.) tetraklorobifenil (PCB)

Dioxin Először szennyeződésként fedezték fel a lombirtó vegyi fegyverben (Agent range), a vietnámi háborúban (1964-73). teratogén anenkefáliát, szájpadhasadékot, gerinczáródási zavart, abortuszt okoz, ami a reténsavmetabolizmus zavarának következménye antiösztrogén felgyorsítja az ösztrogénlebontást

http://markmyprofessor.com/tanar/adatlap/21777.html