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Que são enzimas do citocromo P450?

A superfamília das proteínas chamadas enzimas do citocromo (CYP) P450 é envolvida na síntese e no metabolismo de uma escala de componentes celulares internos e externos. Estas enzimas foram identificadas em muitos organismos, incluindo animais, plantas, bactérias, e mesmo em alguns vírus.

O nome do “enzimas citocromo P450” é derivado devido a suas diversas características; são limitados à membrana das pilhas (cyto) e contêm o pigmento do heme (cromo e P). Quando encadernadas ao monóxido de carbono, estas proteínas produzem um espectro com um comprimento de onda em aproximadamente 450 nanômetro.

Enzima do fígado do citocromo p450 (CYP3A4, humanos), estrutura química. Esta proteína do fígado joga um papel importante na desintoxicação da droga no corpo humano. Crédito de imagem: molekuul_be/Shutterstock
Enzima do fígado do citocromo p450 (CYP3A4, humanos), estrutura química. Esta proteína do fígado joga um papel importante na desintoxicação da droga no corpo humano. Crédito de imagem: molekuul_be/Shutterstock

Como as enzimas da CYP trabalham?

Há sete fases do ciclo catalítico da CYP.

  • Em primeiro lugar, a carcaça liga à enzima da CYP, induzindo uma mudança conformational e uma mudança de estado da rotação do ferro do heme.
  • A segunda etapa é reacção inicial da redução do grupo do heme (Fe3+). O NAD (P) H transfere um elétron ao heme através da corrente de transferência do elétron, formando Fe2+. Então, o oxigênio liga ao grupo do heme de Fe2+, formando Fe2+O2. Eventualmente, transforma-se um formulário mais estável, Fe3+O2.
  • A quarta fase é a segunda reacção da redução, que forma Fe3+O22-.
  • O O22- reage então com os dois protão, quebrando a ligação entre as duas moléculas do oxigênio e formando (FeO) 3+.
  • O átomo de oxigênio do heme-limite é transferido então à carcaça.
  • Finalmente, o produto é liberado da enzima e o estado enzimático inicial é retornado.

Papel de enzimas da CYP nos seres humanos

Dentro dos seres humanos, as enzimas da CYP são encontradas principalmente dentro do segundo estômago endoplasmic e das mitocôndria de pilhas de fígado. Contudo, são encontrados igualmente em muitas outras pilhas do corpo. Estas proteínas do membrana-limite são envolvidas no metabolismo de muitas carcaças prejudiciais, tais como toxinas.

Adicionalmente, são igualmente importantes na síntese de muitas carcaças benéficas, tais como hormonas esteróides (tais como a hormona estrogénica e a testosterona), ácidos gordos, e sterols (tais como ácidos do colesterol e de bilis).

Até agora, 57 genes diferentes da CYP em 18 famílias da proteína foram identificados no genoma humano. Algumas destas enzimas têm alvos altamente específicos, tais como o aromatase, que visa somente andrógenos para os converter em hormonas estrogénicas. Contudo, os genes de alguma CYP têm uma vasta gama de função.

O papel de enzimas da CYP no metabolismo da droga

Um dos papéis os mais estudados de enzimas da CYP é sua função no metabolismo da droga. Estas proteínas controlam a velocidade em que as drogas são divididas, e a duração para que as drogas estam presente no corpo.

Uma enzima excedente activa da CYP tornará a droga ineficaz. Contudo, se estas enzimas não são activas bastante, a droga pode ficar no corpo para uma duração prolongada que conduz à toxicidade.

De todas as proteínas diferentes da CYP que estam presente no corpo humano, seis delas são envolvidas no metabolismo de 90% das drogas. Estas proteínas são CYP1A2, CYP2C9, CYP2D6, CYP3A4, e CYP3A5.The a maioria de importante são CYP3A4 e CYP2D6.

A variabilidade genética dentro destas enzimas influencia extremamente a taxa em que as drogas são divididas. Determinadas drogas podem igualmente inibir ou activar a enzima ou mesmo causar interacções prejudiciais da droga-à-droga e reacções adversas. Por exemplo, ao redor 1 em 15 indivíduos pode ter uma resposta reactiva excedente aos betablocantes devido à variação genética.

Além do que a variabilidade genética, outros factores podem influenciar a função destas enzimas. Por exemplo, a dieta pode igualmente na influência a actividade de enzimas da CYP.

O suco de toranja contem uma molécula chamada o flavonol que tem efeitos inibitórios na enzima da CYP e pode retardar o metabolismo das drogas, conduzindo a uns efeitos de droga mais fortes.

Outros alimentos que activam as enzimas da CYP são os alimentos e os vegetais crucíferos carvão-grelhados (por exemplo brócolos), que minimizam o efeito das drogas. Um factor adicional que afecte a função destas enzimas está fumando. Fumar activa CYP1A2, conduzindo ao metabolismo e a abaixar aumentados da droga níveis da droga no corpo.

Enzimas da CYP e medicina personalizada

Há uma pesquisa extensiva que está sendo realizada usando enzimas da CYP na área da medicina personalizada.

Um exemplo de um gene que fosse investigado porque um alvo possível para a medicina personalizada é o gene CYP2C9 que é envolvido no metabolismo do warfarin. O produto da proteína deste gene controla a quantidade de warfarin que é exigido por cada paciente. Conseqüentemente, sugeriu-se que identificando a variação específica do gene que um paciente possui, as decisões informado poderiam ser feitas no que diz respeito à dose. Isto pode impedir a possibilidade de sangramento interno, de um efeito secundário comum e potencialmente perigoso do warfarin.

Caracterizando a enzima CYP450 de cada indivíduo, os níveis óptimos da dosagem da droga podem ser prescritos impedindo os perigos da overdose ou a possibilidade de tratamento incapaz.

Fontes

Further Reading

Last Updated: Feb 26, 2019

Hannah Simmons

Written by

Hannah Simmons

Hannah is a medical and life sciences writer with a Master of Science (M.Sc.) degree from Lancaster University, UK. Before becoming a writer, Hannah's research focussed on the discovery of biomarkers for Alzheimer's and Parkinson's disease. She also worked to further elucidate the biological pathways involved in these diseases. Outside of her work, Hannah enjoys swimming, taking her dog for a walk and travelling the world.

Citations

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