1.1.5. Конститутивная экспрессия цитохрома Р450 1А2 и его индукция

      При индукции ПАУ-соединениями в печени экспериментальных животных наряду с CYP1А1 
регистрируется другой белок этого подсемейства – цитохром Р450 1А2. CYP1А2, в отличие 
от CYP1А1, конститутивно экспрессируется в печени экспериментальных животных и человека 
и, следовательно, метаболизирует многие химические соединения без индукции. Cубстратами 
для CYP1А2 являются гетероциклические амины, ариламины и нитрозоамины. В последнее 
время появились доказательства участия этого фермента в метаболизме эндогенных 
соединений, в том числе стероидов.
      Под действием таких индукторов, как ТХДД, МХ или бензантрацен происходит индукция 
CYP1А2, что сопровождалось заметным увеличением уровня мРНК, количества белка, 
определенного иммуноферментным анализом, а также усилением фенацетин-О-деэтилазной 
активности. Показана роль Ah-рецептора и ARNT белка в активации транскрипции гена 
CYP1А2.
      СYР1А2, как и CYP1A1 может быть активирован через Ah-рецептор. В 5’-фланкирующей 
области данного гена найдены элементы, с которыми связывается Ah-рецептор в комплексе с 
Arnt. Для этого гена также были идентифицированы негативные и позитивные элементы. В 
экспериментах с мышами, нокаутными по Ah-рецептору (генотип AhR-/-) показано снижение 
конститутивного уровня мРНК СYР1А2 на 80% . Механизм конститутивной экспрессии остается 
неизвестным. Возможно, существует эндогенный лиганд, взаимодействующий с данным 
рецептором, поскольку в экспериментах in vitro показано, что в отсутствие лиганда Ah-
рецептор не способен связываться с ДНК. С другой стороны, имеются данные о том, что 
ксенобиотики, не являющиеся высокоаффинными лигандами, или вообще не являющиеся 
лигандами, например омепразол, могут изменять экспрессию гена СYР1А2. Возможно, в 
подобных случаях Ah-рецептор активируется без прямого связывания, предположительно 
генерируя метаболиты с очень коротким временем жизни.
      В настоящее время накапливаются доказательства общего сигнального пути запуска 
транскрипции генов CYP1А различными соединениями. Механизм активации конститутивной 
экспрессии этого гена через Ah-рецептор остается неизвестным. Одним из возможных 
объяснений может быть существование эндогенного лиганда, который взаимодействует с 
данным рецептором. С другой стороны, появляется все больше сообщений о том, что 
индукция CYP1А2 может осуществляться не только через Ah-рецептор. Точный механизм этого 
явления остается на сегодняшний день неизвестным. Предполагается, что в таких случаях 
активизируются посттранскрипционные механизмы стабилизации мРНК или пострансляционная 
стабилизация белка через образование комплекса фермент-индуктор.


1.1.6. Механизм индукции цитохромов Р450 2В и 2С барбитуратами

      Цитохромы Р450 2В подсемейства катализируют метаболизм многих лекарственных 
препаратов и других ксенобиотиков с самой разнообразной химической структурой. 
Идентифицированы такие гены этого подсемейства, как: CYР2В1, CYР2В2, CYР2В3, CYР2В8, 
CYР2В14, CYР2В14Р; у кроликов: CYР2В4, CYР2В4Р, CYР2В5; у мышей: Cyр2b-9, Cyр2b-10, 
Cyр2b-13, у человека: CYР2В6 и псевдоген CYР2В7Р.
      В метаболизме ксенобиотиков участвуют главным образом CYР 2В1 и 2В2 белки.
Каталитические свойства этих ферментов и регуляция экспрессии генов существенно 
различаются. CYP2В1 активно метаболизирует широкий спектр липофильных лекарств и 
стероидов. CYP2В2 может метаболизировать те же субстраты, что и CYP2В1, однако, 
скорость метаболизма заметно ниже. Оба белка состоят из N-терминального гидрофобного 
участка порядка 20 аминокислот, который служит для закрепления в мембране; цис/гем  
связующего пептида; субстрат-связующего участка и района, который взаимодействует с 
НАДФН-цитохром Р450 редуктазой.
      Фенобарбитал является прототипом большой группы структурно неродственных 
индукторов (органические растворители, пестициды, хлорированные бифенилы и лекарства), 
которые оказывают влияние на многие клеточные процессы и вызывают усиление экспрессии 
различных генов. Механизм индуцирующего действия ФБ широко дискутируется и пока до 
конца не ясен. Кроме этого, неизвестно, является ли действие индукторов ФБ-типа 
универсальным, как это описано для полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), 
которые имеют планарное строение.
       ФБ-подобными индукторами являются изосафрол, транс-стильбен оксид, 
аллилизопропилацетамид, хлордан и другие хлорорганические пестициды, различные 
фенотиазины, неплоские галогенированные бифенилы, и канцерогены, такие как 
ацетиламинофлуорен. При сравнении ФБ с близкими барбитуратами уровень индукции тесно 
коррелирует со временем полураспада барбитурата в плазме; вещества с низким уровнем 
метаболизма и соответственно большим временем полураспада являются более мощными 
индуцирующими агентами. В случае ФБ, именно исходное вещество, а не его основной 
метаболит, р-гидроксифенобарбитал, по-видимому, является индуктором. Фенобарбиталом 
индуцируются следующие подсемейства цитохромов: CYP2A, CYP2B, CYP2C, CYP2H, CYP3A, 
CYP6A, CYP102/106. Индукция цитохрома Р450 барбитуратами напрямую связана со временем 
полужизни лекарства в плазме крови. ФБ индуцирует не только цитохромы Р450, но и другие 
ферменты, участвующие в метаболизме ксенобиотиков: альдегид-дегидрогеназу, 
эпоксидгидролазу, НАДФН-цитохром Р450 редуктазу, УДФ-глюкуронилтрансферазу и некоторые 
глютатион S-трансферазы. При этом усиливается также пролиферация гладкого ЭПР, 
увеличивается вес печени. Кроме того, ФБ является промотором рака. Все перечисленное 
выше говорит о плейотропном действии этого лекарства на многие ферментативные системы 
клетки, но индуцируются наиболее эффективно цитохромы Р450 подсемейства 2В.


Рис. 6. Схема активации генов Р450 фенобарбиталом

       В противоположность генам CYP1А, в механизм индукции генов CYP2В вовлечены так 
называемые орфановые рецепторы, физиологические лиганды для которых остаются 
неизвестными. Эти белки принадлежат к семейству ядерных стероидных рецепторов. Недавно 
был идентифицирован новый орфановый рецептор САR, который участвует в активации генов 
CYP2В. Показано, что этот рецептор связывается с PBRE цис-активными элементами гена 
CYP2В2 лишь в виде гетеродимера с ретиноидным рецептором RXR. Предполагается, что 
активация ДНК-связывающей способности CAR белка может происходить за счет 
фенобарбитала, который может стимулировать транслокацию рецептора в ядро и его 
связывание с PBRE-элементами. Общепринятая на сегодняшний день схема индукции 
фенобарбиталом, разработанная американским ученым Негиши, представлена на рис. 6. 
Возможно также существование другого механизма, согласно которому CAR белок может 
находиться в ядре, а ФБ лишь усиливает его ДНК-связывающую способность. Примеры для 
обоих типов регуляции показаны для других ядерных рецепторов
       Найдены регуляторные участки генов - ФБ-ответственные элементы (PBRs), с 
которыми взаимодействуют факторы транскрипции. Основной принцип этого механизма состоит 
в том, что при ФБ-индукции происходит дерепрессия гена CYP через освобождение белка-
репрессора. Этот белок держит в связанном состоянии участок ДНК размером 17 п.о., 
названный Барби-бокс (Barbie box). Интересен тот факт, что подобная область с 
характерным мотивом АААГ была найдена в генах ФБ-индуцируемых цитохромов Р450 
млекопитающих: CYP 2В1, 2В2, 3А2, 2С1

Назад

Далее