Холинэстераза клеток. Эпоксидгидролаза

Определенный вклад среди эстераз в общий процесс метаболизма соответствующих лекарственных средств вносит и холинэстераза.
Холинэстераза (бутирилхолинэстераза) наряду с гидролизом ацетилхолина, оказывает аналогичное действие на суксаметоний (деполяризующий миорелаксант), который широко применяется в анестезиологии. Фермент обнаружен во всех клетках кроме эритроцитов. Особенно большое его количество определяется в эмбриональной и плодной ткани головного мозга, опухолях: ганглиобластоме, нейробластоме, менингиоме.

Молекулярная масса фермента составляет 68 кД, количество аминокислотных остатков — 602. Ген холинэстеразы находится в третьей хромосоме (3q26.1—q26.2). Генетические исследования, проведенные с помощью ПЦР, позволили иыявить ряд мутаций гена холинэстеразы. Повышенная чувствительность к суксаметонию наблюдается только у гомозигот. Наиболее распространенной мутацией, приходящей к синтезу фермента со сниженной активностью, является замена в иуклеотидной последовательности в положении 209 аденина на гуанин.

Другой мутацией, приводящей к синтезу холинэстеразы с резко сниженной активностью, является «вставка» в 117 кодоне нуклеотидной последовательности. Результатом ее является синтез белка, который составляет собой лишь 22 % размера нормального фермента.

холинэстераза клеток

Эпоксидгидролаза

Эпоксисоединения (оксираны) служат исключением из правила, согласно которому большинство простых эфиров устойчивы к расщеплению. Практически все эпоксисоединения, относящиеся к ксенобиотикам формируются в биологических системах и этот процесс катализируется CYP450. Насчитывается три разновидности эпоксисоединений: окиси алкенов (XX), окиси аренов (XXI) и эпоксидиолы (XXII).

Эти реакции относятся к одному из случаев нуклеофильного замещения, в котором уходящая группа (кислород окисного кольца) является частью молекулы, претерпевшей замещение. При раскрытии эпоксидных циклов в водном растворе в присутствии кислоты образуются 1,2-гликоли.

Фермент, гидролизующий связь углерод — кислород в оксирановом кольце, называется эпоксидгидролазой, ранее известной как эпоксидгидраза или эпоксидгидратаза. Выделено две изоформы фермента: ЕРНХ1 (микросомальная) и ЕРНХ2 (цитозольная). Большую часть гидролитического расщепления оксиранового кольца ксенобиотиков выполняет ЕРНХ1, состоящий из 455 аминокислотных остатков, с молекулярной массой 52 кД. Ген фермента локализован в первой хромосоме, локус 1q2.1. Другая изоформа (ЕРНХ2) имеет молекулярную массу 62 кД, состоит из 534 аминокислотных остатков, и ее ген находится в восьмой хромосоме, локусе 8р21—р 12.

Уже первые исследования ЕРНХ1, где в качестве субстрата была использована окись стирола, показали, что фермент экспрессируется в значительных количествах в печени, почках и может быть индуцирован фенобарбиталом и 3-метилхолантре-ном. Однако более чувствительными методами было доказано, что фермент имеет более широкое распространение в клетках и тканях позвоночных животных. Они включают кожу, селезенку, головной мозг, сердечную мышцу, кишечник, яичники, семенники и др.

Особое значение исследования гидролитического действия ЕРНХ1 приобрели в связи с тем, что метаболиты противосудорожного средства фенитоин оказались субстратами этого фермента. Образуются такие эпоксисоединения в монооксигеназном (CYP) катализе и они являются электрофильными продуктами реакции, способными ковалентно связываться с макромолекулами клетки и вызывать побочные эффекты. У животных они выявлены в виде гиперплазии десен или тератогенных эффектов. Такие последствия особенно сильные если в организме содержание ЕРНХ1 меньше 30 % от нормы.

Было показано, что причиной снижения активности фермента является точечная мутация в третьем экзоне его молекулы, результатом которой является синтез белка, в котором в 113 положении тирозин заменен гистидином. Мутация наследуется по аутосомному рецессивному типу. Снижение активности ЕРНХ1 наблюдается только у гомозигот по этой мутантной аллели. Данных о распространенности гомозигот и гетерозигот по этой мутации нет.

- Читать далее "Цитозольная эпоксидгидролазная активность. Амидазы клеток"

Оглавление темы "Расщепление лекарств в клетках":
1. Восстановление нитрозосоединений. Восстановление кетонов
2. Восстановление ароматических эпоксидов. Восстановительное дегалагенирование
3. Восстановление пиримидинов. Гидролиз в клетках
4. Эстеразы клеток. Параксоназа клеток
5. Активность PON1 в клетках. Карбоксилэстеразы
6. Холинэстераза клеток. Эпоксидгидролаза
7. Цитозольная эпоксидгидролазная активность. Амидазы клеток
8. Препараты метабализируемые амидазами. Гидролиз гликозидов и сульфатов
9. Флавоноиды. Ферментативное расщепление эфирсульфатов
10. Гидролиз лекарств. Расщепление лекарств ферментами

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: