Розділ 1. Огляд літератури

1. Цитохром р-450 та метаболізм вітаміну а

Цитохроми Р-450 – це група структурно подібних гемотіолатних білків, у яких атом заліза координується чотирма зв’язками з ядром протопорфірину ІХ, п’ятим лігандом заліза є тіольна група (залишок цистеїну) білкової частини ферменту, а шостим – молекула води, яка може заміщуватися на молекулу кисню. Каталітичну активність цитохроми виявляють за присутності фосфоліпідів, які стабілізують фермент у функціонально активній конформації [11]. Всі цитохроми містять консервативне структурне ядро, яке відповідає за зв’язування гемового заліза, і варіабельні ділянки, які асоційовані з розпізнаванням субстрату та зв’язуванням редокс-партнера [12].

В даний час відомо, що цитохроми Р-450 ссавців являють собою структурно і функціонально різноманітні ізоферменти. Вони кодуються суперродиною генів [2]. Суперродина розділена на родини, підродини та індивідуальні гени. Цитохроми Р-450, що мають більше 40% гомології амінокислотних послідовностей об’єднують в одну родину, а ті які мають більше 59% гомології – в одну підродину [2, 13]. Для генів цитохрому Р-450 і продуктів їхньої експресії використовують абревіатуру CYP (від виразу cytochrome P-450) з позначенням родини цифрою, підродини – буквою латинського алфавіту, індивідуального гена – цифрою, яка стоїть після назви підродини [11].

Велика кількість ізоформ цитохрому Р-450 пояснює той факт, що практично усі органічні ліпофільні сполуки являються субстратами підродини [14]. Значна частина ізоформ цитохрому Р-450 задіяні до метаболізму ретиноїдів. З-поміж цитохромів Р-450 людини, члени підродин CYP1А, CYP3В та CYP3А володіють високою спорідненістю до перетворення повністю-транс-РОН до повністю-транс-РАЛ; члени родини 1 цитохромів (CYP1А1, CYP1А2, CYP1В1) показують значну здатність до окиснення РАЛ до РК [15].

Найбільш поширеною реакцією, яку каталізують цитохроми Р-450 це монооксигеназна реакція, тобто вставка одного атома оксигену в органічний субстрат та перетворення іншого атома оксигену до води [16]:

ХН + О₂ + 2е^-  ХОН + Н₂О, де Н - субстрат

CYP ізоферменти в основному експресуються в печінці [17], хоча присутні і в інших тканинах, де окремі із ізоферментів CYP відіграють важливу роль в гомеостазі РК [17, 18].

Одна із родин CYP – CYP26 є високоспецифічним до РК. Ці ферменти експресуються в багатьох тканинах та індукуються РК як in vivo так in vіtro [17, 19]. В людини родина CYP26 представлена трьома ферментами, CYP26А1 (Р450РК1), CYP26В1 та CYP26С1. Експресія CYP26В1 в мозковій тканині дорослої людини вища ніж CYP26А1. Відмічено, що члени родини CYP1 окиснюють 9-цис-РК [17]. Ферменти родини CYP26 відіграють значну роль в утворенні 4-гідроксо- та 4-оксо-РК, які є неактивними похідними РК [20]. Гомологи даного ферменту були виділені в людей, мишей, курчат, та володіють високим ступенем консервативності послідовностей. CYP26 метаболізують повністю-транс-РК, проте не каналізують перетворення 9-цис- та 13-цис-РК ізомери [19]. Також показано, що в мікросомах печінки кролика CYP1A1 і CYP1A2 – найактивніші ферменти в перетворенні повністю-транс-РАЛ, 9-цис-РАЛ, і 13-цис-РАЛ до їх відповідних ізомерів РК. Це вказує на те, що CYP1A1 і CYP1A2, в більшій мірі залучаються до активації, ніж до каталітичного окислення ретиноїдів [2].

Деякі цитохроми Р-450 залучаються до перетворення повністю-транс-РОН до повністю-транс-РАЛ [21, 22]. З-поміж відомих CYP-залежних монооксигеназ ізоформи родини CYP1А2 та CYP3А4 є головними CYP ферментами, які каталізують окисне перетворення повністю-транс-РОН до повністю-транс-РАЛ в печінці дорослої людини [22].

Показано, що в пухлинних клітинах експресія ізоформ CYP26, залучених до метаболізму вітаміну А і утворення його неактивних похідних, зазвичай підвищена. При введенні в клітини із набутою резистентністю до вітаміну А, спостерігається надекспресія цитохрому CYP26А (РК4-гідроксилази), який «вимикає» антиканцерогенну роль РК. В деяких типів пухлинних клітин, включаючи простату, карциному легень, аденокарциноми грудей, та клітин гострої промієлоцитарної лейкемії виявлений високий рівень експресії CYP26А [10].