Выбор ксантиноксидазы участвовать в дегидрогеназном или редуктазном катализе может быть определен соотношением окислительно-восстановительных потенциалов субстрата и фермента. Например, для нитрофурановых производных потенциал одноэлектронного восстановления при рН 7,0 составляет от 220 до 270 мв. У ксантиноксидазы максимальным сродством к электрону обладает ФАДН, для соотношения ФАДН/ФАДН2 окислительно-восстановительный потенциал ксантиноксидазы печени цыпленка равен 377 мв. Отсюда возможность нитрофурановых соединений служить акцептором при окислении ксантина, но не восстанавливать 5-нитроимидазолы (соответствующие потенциалы: 486 и 610 мв).

Альдегидоксидаза катализирует восстановление нитрофуразона, 1,3-димитил-5-нитроурацила, 2-амино- и 2-бром-5-нитроанизолов до соответствующих гидроксиламинов. Фермент в тоже время не восстанавливает n-нитробензойную кислоту, дг-нитрофенол, n-нитроанизол и 1-нитронафталин. Нитровосстановление ферментом проходит в анаэробных условиях, но он менее чувствителен к кислороду по сравнению с ксантиноксидазой и не требует НАДН и НАДФН. Ингибируют реакции нитровосстановления цианид, менадион, хлорпромазин, n-хлормеркурибензоат, а аллопуринол и дикумарол не проявляют такой активности.

ДТ-диафораза (НАДН или НАДФН дегидрогеназа, использующая в качестве акцептора электронов хинон) локализуется в цитозоле клеток и катализирует реакции восстановления n-нитробензойной кислоты, 2-нитронафталина и его аналогов, но не 4-нитрохинолина. Активность фермента ингибируется дикумаролом и кислородом, но в меньшей степени, чем ксантиноксидаза. Фермент является гомодимерным белком, субъединица которого составляет 27 кД.

К мембраносвязанным ферментам, участвующими в процессах восстановления нитросоединений относятся НАДФН-цитохром с редуктаза и/или CYP450. Имеющиеся в литературе данные позволяют отметить ряд особенностей микросомального нитровосстановления. Во-первых, для этой системы характерна широкая субстратная специфичность (нитробензойная кислота, хлорамфеникол, параоксон, паратион и нитразепам, образующие в качестве продуктов реакции первичные амины). Предполагается, что участвует в этом процессе CYP450. Если в качестве субстрата используется пиридазол, то он в нитроредуктазном катализе образует производное гидроксиламина. По-видимому, эту реакцию катализирует НАЛФН-цитохром с редуктаза. Во-вторых, при восстановлении динитропроизводных удалось обнаружить в молекулах, предпочтительно восстанавливаемые участки. Так в случае 5,7-динитроиндазола (XVIII) наблюдается специфическое восстановление нитрогруппы только в положении 7.

Если в качестве субстрата используется XIX, то избирательного действия нитроредуктаз не наблюдается. Очевидно, структурная избирательность проявляется в том случае, когда одна из нитрогрупп способна образовывать внутримолекулярную водородную связь. Причина такого явления не ясна. Предполагается, что реализация наблюдаемой избирательности осуществляется не прямым способом, а косвенным, например, посредством стабилизации водородной связью промежуточных соединений, образующихся в процессе восстановления.

В целом для микросомального нитровосстановления существуют на первый взгляд некоторые противоречия. С одной стороны, для проявления ферментативной активности нитроредуктазы используется цитохром Р450, а с другой — ингибируется кислородом. Для объяснения кажущихся противоречий приведем некоторые точки зрения на механизм восстановления нитросоединений.

- Читать далее "Стадии восстановления лекарств. Ингибирование нитроредуктаз"