Sitokrom P450 Enzim Sistemi

Sitokrom P450 Enzim Sistemi

Organizma yaşamını devam ettirebilmek için gereken besin ve enerjiyi, habitatlannda bulunan kimyasal maddelerden sağlamaktadır. Bu kimyasal maddeler bitkisel ve hayvansal kaynaklı olabildiği gibi, endüstriyel kaynaklı da olabilmektedir. Gelişen endüstriyel teknolojiyle doğada bulunan sentetik maddelerin sayısı hızla artmaktadır. Bu sentetik maddelerin çoğunluğunu terapötik ilaçlar ve ksenobiyotik maddeler oluşturmaktadır (Organizma için yabancı her türlü maddeye ksenobiyotik denmektedir).

Organizma, ksenobiyotik maddelerin zararlı etkilerinden korunmak için çeşitli koruyucu sistemler geliştirmiştir. Bu koruyucu sistemlerden bazıları özelleşmiş enzimlerden oluşmaktadır. Sitokrom P450 enzim ailesi, özelleşmiş enzimlerin oluşturduğu koruyucu sistemlerden biridir (Hasler ve ark., 1999).

Sitokrom P450 enzimleri, “Sitokrom P450 süper gen ailesi”* olarak adlandırılan ailenin üyeleridir. Sitokrom P450 enzimleri, bitkiler, hayvanlar, mayalar ve bazı bakterilerle, insanda bulunan geniş bir enzim sistemini oluşturmaktadır. Bu enzimler, hücre içerisinde en çok granülsüz endoplazma retikulumu ve mitokondriyon organelinde bulunmaktadır. Endoplazma retikulumu organeli üzerinde bulunan sitokrom P450 enzimleri “ksenobiyotik sitokrom enzimleri”, mitokondriyon organeli üzerinde bulunan sitokrom P450 enzimleri ise “steroidojenik sitokrom enzimleri” olarak adlandırılmaktadır. Steroidojenik sitokrom enzimlerinin, filogenetik olarak, ksenobiyotik sitokrom enzimlerinden daha eski olduğu ve ksenobiyotiklerin steroidojeniklerden geliştiği belirtilmektedir
(www.gata.edu.tr/dahilibilimler/ cocukruh/cyp. htm).

İnsanda, sitokrom P450 enzimlerinin katalizledikleri çok önemli reaksiyonlar bulunmaktadır. Bunlardan bir kaçım; a) steroid hormon biyosentezi, b) ksenobiyotiklerin reaktif metabolitlere (şerbet radikaller) dönüşüm metabolizması, c) detoksifikasyon, d) doymamış yağ asitlerinin hücre içi habercilere oksidasyonu, e) yağda çözülebilen vitaminlerin metabolizması şeklinde sayabiliriz.

Sitokrom P450 Enzimlerinin Spektrofotometrik Özellikleri

Sitokrom P450 enzimlerinin ilk kez, Martin Klingenberg (1958) tarafından tanımlandığı belirtilmektedir. Pigmentlerin spektrofotometrik özellikleriyle ilgili araştırma yapan Martin Klingenberg’in, rat karaciğerinden hazırladığı mikrozomlara indirgeyici ajan ilave ettikten sonra karbondioksidle muamele ettiği ve bu sırada 450 nanometre(nm)’de bir absorbans değeri saptadığı bildirilmektedir. Bu absorbans değerinin, Omura T.(1962) ve Şato R. (1964) isimli bilim adamlarının yaptıktan çalışmalarla hemoprotein olarak karakterize edilen bir sitokroma ait olduğu belirtilmiştir. Bu absorbans değerini gösteren enzimler P450 enzimleri olarak adlandırılmaktadır. Bu değer, diğer hemoproteinlerin absorbans değerinden farklıdır. Estabrook (1963) ve Cooper (1965), yaptıkları çalışmalarla, bu absorbans değerim gösteren enzimlerin ilaç ve diğer ksenobiyotik metabolizmasından sorumlu olduğunu bildirmektedir (Hasler ve ark., 1999).

Sitokrom P450 Enzimlerinin Biyokimyasal Özellikleri

Sitokrom P450 enzimleri oksijenazlar sınıfı içerisinde bulunmaktadır. Bu enzimler monooksidazlar veya karışık fonksiyonlu oksidazlar olarak ta adlandırılmaktadır. Sitokrom P450 enzimleri, çeşitli lipofılik organik kimyasalların oksidatif metabolizması için moleküler oksijeni aktive eden hücre içi proteinlerdir. Ökaryotik hücrelerde sitokrom P450 enzimleri membrana bağlı proteinler olarak bulunmaktadır. Bu aile üyelerinin yapılarında hem grubu içeren proteinler bulunmaktadır.

Sitokrom P450 enzimleri 40 farklı reaksiyonu katalizlemektedir. Bu reaksiyonlarda kullanılan subsrat sayısının 1000’in üzerinde olduğu belirtilmektedir. Memeli sitokrom P450 enzimlerinin biyokimyasal özelliklerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
a) Bir sitokrom P450 enzimi ortalama 50 amino asitten oluşmaktadır.

b) Hücre içerisinde bulunan diğer hemoproteinlerden farklı olarak sitokrom P450 enzimleri, karboksi terminali yakınında içerdikleri sistein amino asitleri aracılığıyla, kimyasal maddelerin hem grubuna bağlanabileceği bir yapı oluşturmaktadır. Sistein amino asitlerinde bulunan tioalkol (-SH) grubu demirin porfirin halkasının elektron yoğunluğunu değiştirerek moleküler oksijenin aktivasyonu için elektronik bir merkez oluşturmaktadır.

c) Sitokrom P450 enzimleri, hücre içi kimyasal moleküllerden çoğunun NADPH (Nikotinamid Adenin Dinükleotit Fosfat) ve Ot (Moleküler oksijen) bağımlı oksidatif transformasyonunu katalizlemektedir. Bazı sitokrom P450 enzimleri belirli kimyasal maddeleri katalizleme reaksiyonlarına özgündür ve sadece bu maddelerin reaksiyonlarına katılmaktadır. Bunun yanı sıra, bir çok kimyasal maddenin katalizlenme reaksiyonlarına katılan sitokrom P450 enzimleri de bulunmaktadır.

d) Sitokrom P450 enzimleri insan vücudunun hemen her dokusunda bulunmaktadır. Karaciğer, bağırsak ve adrenal bez korteksinde diğer hemoproteinlere göre daha fazla bulunmaktadır. Ayrıca bazı sitokrom P450 enzimleri dokuya özgül olabilmektedir.
e) Sitokrom P450 enzimlerinin hücre içi ekspresyon seviyesi çeşitli indükleyici ajanlar vasıtasıyla indüklenmektedir. Ekspresyon seviyesi artan sitokrom P450 enziminin türü, indükleyici ajana göre değişiklik göstermektedir. Sitokrom P450 gen ailesine mensup farklı üyeler, farklı indükleyici ajanlar tarafından indüklenmektedir

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.