药物代谢酶的特性综述
更新日期:2017-12-20     来源:中国医院药学杂志   浏览次数:255
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药物代谢是体内药物清除的一个重要方面。药物在体内的代谢途径多种多样,包括通常分类的I相和II相反应。I相反应也称官能团反应,包括氧化、还原、水合、水解、异构化等反应。II相反应也称结合反应,包括葡萄糖醛酸化、硫化、乙酰化、甲基化、氨基酸结合、谷胱甘肽结合等。目前临床使用的药物大多都需要在机体各种酶的参与下进行代谢,药物代谢酶的数目庞大,参与某个新药代谢的酶种类数目繁多,本文拟对常见的药物代谢酶的分布、反应类型、
种属及性别差异、基因多态性等进行综述,拟为药物代谢酶的研究提供参考。
1 药物代谢酶的种类、分布和代谢类型
1.1 CYP450酶系
肝脏是药物的主要清除器官,肝脏清除分成肝脏代谢和胆汁排泄两种方式,肝脏富含药物Ⅰ相和Ⅱ相代谢所需的各种酶,药物代谢的I相反应多指氧化还原水解反应,氧化酶主要有细胞色素P450酶(CYP450),该酶隶属于血红蛋白超家族,可作为终端氧化酶代谢各种内源物和外源物,如药物、毒素和致癌物[1]。CYP家族包括400余种同工酶,广泛存在于哺乳动物、植物、昆虫、真菌和细菌中,在哺乳动物中,该酶多分布于大脑、肺、肝、肾、小肠、皮肤等结构中。
CYP450酶系参与药物代谢的主要亚型有CYP1A2、CYP2A6、CYP2B6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2C8、CYP2E1和CYP3A4,它们共参与了临床约90%药物的代谢[2][3]。其中CYP3A在肝脏和小肠中最为丰富并参与50%以上的处方药的代谢[4]。CYP3A4和CYP3A5具有基因序列同源性和底物特异性[5]。Dana Ravyn[6]等的研究表明现有的大多数抗精神病药物可以CYP2D6、CYP1A2或CYP3A4为主要代谢酶。另外一些抗精神病药物可由CYP2D6主要代谢,CYP3A4或CYP1A2次要代谢或者直接以CYP3A4或CYP1A2为主要代谢酶。
1.2 黄素单加氧酶(FMO)
黄素单加氧酶(FMO)是重要的I相代谢酶,其代谢依赖于还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸,与CYP450酶系具有相同的单加氧药物和异物代谢功能[14]。目前,人体内具有药物代谢功能的FMO有5种(FMO1-FMO5),在成人肝组织中主要形式是 FMO3和 FMO5,其中FMO3的表达量相当于肝中 CYP3A表达量的60% [15],这2种形式的FMO的表达可能决定了FMO对药物代谢的贡献程度。已有研究表明,FMO5的酶活性较低,底物较少,FMO3的表达除在个体发育期间表现差异之外,还存在明显的个体和种族之间的差异,如 Mayatepek E[16]等以苄达明为研究底物的实验表明FMO3对药物代谢存在显著的个体间变异,Lattard V[17]等的研究同样证实了FMO在高加索人和非洲裔美国人之间存在明显的基因多态性。
1.3 单胺氧化酶(MAO)
单胺氧化酶(MAO)酶是一种黄素酶,主要代谢生物体内内源性和外源性单胺类物质。MAO有两个亚型,MAO-A和MAO-B,MAO-A主要代谢含有羟基的胺类和儿茶酚胺类,如酪胺、5-HT等,MAO-B主要代谢不含羟基的胺类,如苯甲胺、苯乙胺[18]。
MAO多存在于生物体神经组织中,目前,该类酶的抑制药被广泛应用于抑郁症和帕金森氏病(PD)的治疗中。临床上MAO-A抑制剂用于治疗神经衰弱等疾病,MAO-B抑制剂用于治疗帕金森和阿尔茨海默病(AD)。此外,MAO抑制剂被分为可逆和不可逆,并且可以是选择性或非选择性的对MAO的特定亚型。可逆性的选择性MAO-A抑制剂如氯贝胺,不可逆的选择性MAO-A抑制剂如氯吉林,不可逆的选择性MAO-B抑制剂如司来吉兰,不可逆的非选择性的MAO抑制剂如异烟肼、苯乙肼[19]。临床上可根据个体不同症状来选择合适的治疗药物。
1.4 双胺氧化酶(DAO)
双胺氧化酶(DAO)主要存在于哺乳动物小肠粘膜绒毛上层的细胞内,具有高度的生理活性,催化组胺和多种多胺类物质的代谢,同时能够反映肠道物理性屏障的完整性和损伤程度,临床上其敏感性可用于评价肠损伤程度,为肠功能病变的治疗提供参考。除组胺外,DAO还能分解由氨基酸脱羧所生成的胺,在肠粘膜中起着解毒作用。
1.5 还原酶
参与还原反应的酶包括醛、酮还原酶,羰基还原酶,醌还原酶,脱氢酶和一消化道细菌产生的还原酶,广泛分布于生物体的肝、肠、肾等组织中。
还原反应主要指药物结构中的羰基、羟基、硝基和偶氮基等功能性基团进行代谢,主要有两种反应机制,一种需要还原型黄素腺嘌呤二核苷酸(FADH2)的参与,另一种则是由CYP还原酶介导。机体大部分酶系都可以催化还原反应,而且不同酶系的反应底物没有明确的界限。

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