20 Sistemi enzimatici citocromo P450 dipendenti

Sistemi enzimatici citocromo P-dipendenti 450

I sistemi enzimatici citocromo P-dipendenti 450 sono coinvolti, ad esempio, nella sintesi di ormoni steroidei. Un esempio è l'idrossilasi coinvolta nella sintesi degli acidi biliari.

Viene detto P450 perché gli enzimi hanno un assorbimento massimo della luce a 450 nm; inoltre, hanno tutti la caratteristica di catalizzare un'idrossilazione del substrato con richiesta di NADPH che si ossida e O₂ molecolare che si riduce (un atomo di ossigeno viene incorporato nel substrato, l'altro si riduce a H₂O).

Sono enzimi sia della membrana mitocondriale che della membrana del reticolo endoplasmatico, quindi legati a livello delle membrane. Il citocromo P450 è una proteina che contiene Fe eme e proprio per questo è presente nelle catene di trasporto degli elettroni di ossidoriduzione.

Reazione catalizzata dalle monoossigenasi citocromo P-dipendenti 450

Si ha sempre (enzimi CYP):

• Ossidazione del substrato
• Ossidazione del NADPH a NADP⁺
• Riduzione di un ossigeno a H₂O
• Monossigenasi, perché il substrato alla fine contiene un solo atomo di O dei due presenti in O₂.

R-H + O₂ + NADPH + H⁺ → R-OH + H₂O + NADP⁺

Questi enzimi si trovano legati alle membrane del mitocondrio o dei microsomi (reticolo endoplasmatico). Se R è uno steroide, il sistema di monossigenasi citocromo P-dipendente 450 mitocondriale è responsabile dell'idrossilazione di derivati steroidei, soprattutto a livello della ghiandola surrenale.

Se R è un farmaco o uno xenobiotico, è coinvolto nella detossificazione e attivazione, tramite il sistema di monossigenasi citocromo P-dipendente 450 microsomiale, soprattutto a livello epatico, in seguito al metabolismo alcuni farmaci vengono attivati.

Principali reazioni catalizzate dai sistemi monoossigenasi citocromo P-dipendenti 450

In tutti i casi la reazione richiede O₂ e NADPH e risulta nell'inserimento di un atomo di O nel substrato e nell'eliminazione dell'altro atomo di O come H₂O.

NB: Gli enzimi sono altamente specifici per il substrato che vanno ad idrossilare. Indipendentemente dal tipo di reazione, lo schema è sempre lo stesso. Eliminano un gruppo alchilico, reazione che può avvenire tramite la formazione di un intermedio idrossilato.

Meccanismo d'azione delle monoossigenasi citocromo P-dipendenti 450

Sistema di trasporto degli elettroni del citocromo P450: il problema è che il Fe eme del gruppo prostetico può accettare un elettrone alla volta, mentre il NADPH trasporta due elettroni. È necessaria quindi una proteina che prenda due elettroni dal NADPH e ne ceda uno al citocromo P450. Questa funzione è svolta da una flavoproteina NADPH-dependente.