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약물대사효소 #
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약물 대사 효소 유전자 #

개요 #

약물 대사 효소 (Drug Metabolism Enzyme, DME)는 약물, 발암 물질, 살충제, 오염 물질 및 식품 독성 물질뿐만 아니라 스테로이드, 프로스타글란딘(Prostaglandin)과 같은 내인성 화합물을 포함하여 방대한 생체 내 물질의 대사를 담당하는 다양한 단백질 그룹이다. 약물 대사 효소에 의한 화학 물질의 대사 생체 전환은 신체로부터의 제거를 향상할 뿐만 아니라 약리학적으로 비활성이고 상대적으로 무독성인 화합물을 유도하는 수용성의 극성 물질을 형성한다. 그러나 때때로 약물 대사 효소에 의한 화학 물질의 대사 생체 전환(Metabolic Biotransformation)은 대사 산물의 형성을 유도할 수 있다.

약물 대사 효소의 종류 #

Reaction DME Involved Major Liver Isoform Cellular Localization Cofactor Requirement
Oxidation Cytochrome P450 CYP3A4, 2D6, 2C, 1A2, 2E1 Microsomes O2, NADPH
Oxidation Flavin-containing monooxygenase
Peroxidase
FMO3, FMO4, FMO5 Microsomes O2, NADPH
Oxidation Monoamine oxidase MAO-A, MAO-B Mitochondrial outer membrane O2, H2O
Oxidation Alcohol dehydrogenase ADH1A, 1B, 1C Cytosol NAD+
Oxidation Aldehyde dehydrogenase ALDH1, ALDH2 Mitochondria, cytosol NAD(P)+
Oxidation Aldehyde oxidase AO Cytosol O2, H2O
Oxidation Xanthine oxidase XO Cytosol O2, H2O
Oxidation Prostaglandin H synthase PHS-1, PHS-2 Microsomes O2
Reduction Nitro-reductase P450, non-P450 enzymes Microsomes, microflora NADPH
Reduction Azo-reductase P450, non-P450 enzymes Microsomes, microflora NADPH
Reduction Aldo-keto reductase AKR1A1, 1B1, 1C1-4, 1D1 Cytosol, microsomes NADPH, NADH
Reduction Quinone reductase NQO1, P450 reductase Cytosol, microsomes NAD(P)H, NADPH
Hydrolysis Epoxide hydrolase EPHX1 (mEH), EPHX2 (sEH) Microsomes, cytoplasm H2O
Hydrolysis Esterase hCE1, hCE2 Microsomes, cytosol, lysosomes H2O
Hydrolysis Peptidase Aminopeptidase, carboxypeptidase, endopeptidase Lysosomes H2O
Conjugation Uridine diphospho-glucuronosyltransferase UGT1A1, 1A3, 1A4, 1A6, 1A9, 2B Microsomes UDPGA
Conjugation Sulfotransferase SULT1A1, 1B1, 1E1, 2A1 Cytosol PAPS
Conjugation Methyltransferase COMT, PNMT, TPMT, and so on Cytosol, microsomes SAM
Conjugation N-acetyltransferase NAT1, NAT2 Cytosol, mitochondria Acetyl CoA
Conjugation Amino acid conjugation enzyme Acyl-CoA synthetase, acyl-CoA: amino acid N - acyltransferase, and so on Cytosol, microsomes, mitochondria ATP, acetyl CoA, amino acids
Conjugation Glutathione S-transferase GST A1-1, M1-1, P1-1 Cytoplasm GSH

<표 1. Common Biotransformation Reactions, DME Enzymes> 1

산화 효소 #

Cytochrome P450 #

Cytochrome P450(CYPs)은 monooxygenase로 기능하는 보조 인자로서 헴(Heme)을 포함하고 있는 효소 군이다. 포유류에서 이러한 단백질은 스테로이드, 지방산 및 생체 이물을 산화시키고 호르몬 합성 및 분해뿐만 아니라 다양한 화합물의 제거에도 중요하다. 식물에서 이러한 단백질은 방어 화합물, 지방산 및 호르몬의 생합성에 중요하다.

환원 효소 #

Aldo-keto Reductase #

Aldo-keto reductase(AKR)은 알데하이드와 케톤을 알코올로 환원할 수 있는 용해성 NADPH 의존성 산화 환원 효소이다. 알려진 사람의 AKR 효소는 생체 활성화 또는 해독 작용을 일으킬 수 있다. 포유류의 AKR은 AKR1, AKR6 및 AKR7 계통에서 발견된다.

가수분해 효소 #

Epoxide Hydrolase #

Epoxide hydrolase(EH)는 Esterase, Protease, Dehalogenase 및 Lipase를 포함한 가수분해효소 중 하나이다. EH는 에폭사이드가 1, 2-디오르 생성물로 수화되는 것을 촉진하는 효소이다. 포유류에는 적어도 5가지의 EH 형태가 존재하며, 이들은 화학적 혹은 면역학적으로 구별된다. : Microsomal cholesterol 5, 6-oxide hydrolase, Hepoxilin A hydrolase, Leukotriene A hydrolase, Soluble epoxide hydrolase (sEH), 그리고 Microsomal epoxide hydrolase (mEH)

참고문헌 #

  • Drug metabolizing enzymes and biotransformation reactions : Penner, N. et al: ADME-Enabling Technologies in Drug Design and Development, eds D. Zhang and S. Surapaneni (Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.) 1
  • Cytochrome P450 : Wikipedia 2
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