साइटोक्रोम P450 एंजाइम प्रणाली

साइटोक्रोम P450 (CYP) प्रणाली हीम-थायोलेट मोनोऑक्सीजिनेस का एक सुपरफैमिली है — जिसका नाम उनके कार्बन-मोनोऑक्साइड-बाउंड रूप के विशिष्ट 450 nm अवशोषण के लिए रखा गया है — जो ऑक्सीडेटिव चरण I दवा चयापचय के बहुमत को उत्प्रेरित करता है। कुछ आइसोफॉर्म, विशेष रूप से CYP3A4, CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, और CYP1A2, अधिकांश चिकित्सकीय रूप से उपयोग की जाने वाली दवाओं के चयापचय के लिए जिम्मेदार हैं।

Definition

साइटोक्रोम P450 एंजाइम प्रणाली झिल्ली-बद्ध हीम-युक्त मोनोऑक्सीजिनेस का एक सुपरफैमिली है जो आणविक ऑक्सीजन और NADPH का उपयोग करके, अंतर्जात और विदेशी यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला का ऑक्सीकरण करता है और अधिकांश चरण I ऑक्सीडेटिव दवा चयापचय को पूरा करता है।

Scope

यह विषय साइटोक्रोम P450 एंजाइमों की संरचना और उत्प्रेरक कार्य, प्रमुख दवा-चयापचय आइसोफॉर्म, और एंजाइम प्रेरण और अवरोध के तंत्र को शामिल करता है जो इस प्रणाली को दवा-दवा अंतःक्रियाओं और परिवर्तनशीलता का एक केंद्रीय स्रोत बनाते हैं। यह शैक्षिक है और खुराक संबंधी कोई सलाह नहीं देता है।

Core questions

• साइटोक्रोम P450 मोनोऑक्सीजिनेस का उत्प्रेरक तंत्र क्या है?
• कौन से CYP आइसोफॉर्म अधिकांश चिकित्सकीय रूप से उपयोग की जाने वाली दवाओं का चयापचय करते हैं?
• एंजाइम प्रेरण और अवरोध CYP-मध्यस्थ चयापचय को कैसे बदलते हैं?
• CYP प्रणाली दवा-दवा अंतःक्रियाओं का एक प्रमुख स्थल क्यों है?

Key concepts

• हीम-थायोलेट मोनोऑक्सीजिनेस
• प्रमुख दवा-चयापचय आइसोफॉर्म (CYP3A4, 2D6, 2C9, 2C19, 1A2)
• एंजाइम प्रेरण
• एंजाइम अवरोध (प्रतिस्पर्धी और तंत्र-आधारित)
• NADPH-साइटोक्रोम P450 रिडक्टेस युग्मन
• सब्सट्रेट, अवरोधक और प्रेरक संबंध
• ऊतक अभिव्यक्ति (यकृत और आंतों)

Mechanisms

साइटोक्रोम P450 एंजाइम हीम-थायोलेट प्रोटीन होते हैं जो मुख्य रूप से हेपेटोसाइट्स और एंटरोसाइट्स के एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में लंगर डाले होते हैं। NADPH-साइटोक्रोम P450 रिडक्टेस द्वारा वितरित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके, वे आणविक ऑक्सीजन को सक्रिय करते हैं और एक ऑक्सीजन परमाणु को एक सब्सट्रेट में डालते हैं जबकि दूसरे को पानी में कम करते हैं, हाइड्रॉक्सिलेशन, डीएल्काइलेशन और हेटेरोएटम ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं (गुएन्गेरिच, 1999)। यद्यपि मानव जीनोम कई CYP को एन्कोड करता है, CYP1, CYP2, और CYP3 परिवारों में कुछ आइसोफॉर्म अधिकांश दवा ऑक्सीकरण करते हैं, जिसमें CYP3A4 सब्सट्रेट्स की व्यापकता के अनुसार सबसे महत्वपूर्ण है (गुएन्गेरिच, 1999; ज़ैंगर और श्वाब, 2013)। उनकी गतिविधि अत्यधिक परिवर्तनशील है: इसे उन प्रेरकों द्वारा बढ़ाया जा सकता है जो एंजाइम अभिव्यक्ति को बढ़ाते हैं और प्रतिस्पर्धी या तंत्र-आधारित अवरोधकों द्वारा कम किया जा सकता है, और यह आनुवंशिक बहुरूपता और विनियमन के कारण व्यक्तियों के बीच भिन्न होता है (ज़ैंगर और श्वाब, 2013)। क्योंकि कई दवाएं एक ही आइसोफॉर्म के सब्सट्रेट, अवरोधक या प्रेरक हैं, CYP प्रणाली चयापचय दवा-दवा अंतःक्रियाओं का मुख्य स्थान और रोगी-से-रोगी परिवर्तनशीलता का एक प्रमुख निर्धारक है (विल्किंसन, 2005; रेटी और जोन्स, 2005)।

Clinical relevance

CYP प्रेरण, अवरोध और आनुवंशिक भिन्नता कई दवा-दवा अंतःक्रियाओं और व्यक्तियों के बीच दवा के संपर्क में बहुत अधिक परिवर्तनशीलता के लिए जिम्मेदार है। यह प्रविष्टि इन तंत्रों को संदर्भ पृष्ठभूमि के रूप में वर्णित करती है और किसी भी रोगी के लिए अंतःक्रिया-प्रबंधन या खुराक निर्देश प्रदान नहीं करती है।

Evidence & guidelines

चयापचय दवा-दवा अंतःक्रियाओं के मूल्यांकन के लिए नियामक ढाँचे प्रमुख साइटोक्रोम P450 आइसोफॉर्म के इर्द-गिर्द व्यवस्थित हैं। उत्प्रेरक रसायन विज्ञान, CYP3A4 की प्रमुख भूमिका, और विनियमन और आनुवंशिक भिन्नता का प्रभाव व्यापक समीक्षाओं में प्रलेखित हैं (गुएन्गेरिच, 1999; ज़ैंगर और श्वाब, 2013), जिसमें CYP2C9 जैसे चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण एंजाइमों के लिए आइसोफॉर्म-विशिष्ट संश्लेषण शामिल हैं (रेटी और जोन्स, 2005)।

History

1950 के दशक के अंत और 1960 के दशक में यकृत माइक्रोसोम में 450 nm पर अवशोषित होने वाले वर्णक की पहचान की गई थी जब इसे कम किया गया था और कार्बन मोनोऑक्साइड से बंधा हुआ था और इसे ऑक्सीडेटिव दवा चयापचय के लिए जिम्मेदार एक हीमोप्रोटीन दिखाया गया था। बाद के दशकों में सुपरफैमिली को विशिष्ट जीन परिवारों और आइसोफॉर्म में हल किया गया और CYP3A4 को प्रमुख मानव दवा-चयापचय एंजाइम के रूप में स्थापित किया गया (गुएन्गेरिच, 1999), बाद के काम में विनियमन और फार्माकोजेनेटिक भिन्नता को एकीकृत किया गया (ज़ैंगर और श्वाब, 2013)।

Key figures

• F. Peter Guengerich
• Ulrich M. Zanger
• Allan E. Rettie

Seminal works

• guengerich-1999
• zanger-schwab-2013

Frequently asked questions

दवा चयापचय में साइटोक्रोम P450 प्रणाली इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?

CYP सुपरफैमिली चिकित्सकीय रूप से उपयोग की जाने वाली दवाओं के लिए अधिकांश ऑक्सीडेटिव चरण I प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करती है, और कुछ आइसोफॉर्म — CYP3A4 के नेतृत्व में — उस काम का अधिकांश हिस्सा संभालते हैं। क्योंकि इन एंजाइमों को प्रेरित या बाधित किया जा सकता है और आनुवंशिक रूप से भिन्न होते हैं, वे दवा-दवा अंतःक्रियाओं और दवा के संपर्क में परिवर्तनशीलता का एक प्रमुख स्रोत हैं।

CYP एंजाइम के प्रेरक और अवरोधक के बीच क्या अंतर है?

एक प्रेरक एंजाइम की मात्रा या गतिविधि को बढ़ाता है, जिससे उसके सब्सट्रेट्स के चयापचय में तेजी आती है, जबकि एक अवरोधक एंजाइम को अवरुद्ध करता है, जिससे चयापचय धीमा हो जाता है और उसके सब्सट्रेट्स के संपर्क में वृद्धि होती है।