BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: Fosfolipázy A2 (PLA2) Cenobiotika nodulují řadu enzymů netabolismu lipidů Fosfolipázy C (PI- PLC, PC-PLC) DAG lipázy ipidovémediátory ífekty na intracelulární íignální transdukci mdokrinní/ )arakrinní signály Cytochromy P450 (CYP4A, CYP2E1, CYP1A, ...) Lipoxygenazy (LOX-5, LOX-12,...) Cyklooxygenázy (COX-2) aboratory BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: fosfolipidy - substráty pro PLA2 a PLC fosŕolipasa Aj O 0 II CH2—0—C —R, HaiCjs-C^O-CH 0 arachidony] CH 0 P_x 4 l_ 0 fosfolipasa C X = H H inositol BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: PL-PLC (SMsyntáza) CHíOPOj CHjCHjtf 'iCl t_i)} Phosph atidylcholinr CH,OK Duitylglycčrol HjíJPOyĽHiCHjN+íCil^ (rnunide Sphingomyelin BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: role syntézy ceramidu a DAG v signální transdukc phosphatidylcholine diacylglycerol ceramide *v* iw iptiingum vel imise sphingomyelin BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: ceramid aktivuje enzymy signální transdukce Stress signal SMase O-OH i • CH2OPOCM řCH_N(CH ,) 3 '3 NH o SPHINGOMYELIN CH OH 2 NH CERAMJDE TARGETS Kinases Phosphatases Transcription factors i - CAPWKSR -CAPP - NF-vB -PKC(a^) -AP-1 •MAPK -SAPK/JNK Miscellaneous - cathepsín D -PLA, -PLD BIOTRANSFORMACE LIPIDŮ: kys. arachidonova - substrát CYP, LOX a COX 6 5 COOH 20 11 12 Lipoxygenases LT HPETEs HETEs Lípoxins Hepoxillns Arachidonic acid P450S EETs HETEs co alcohols co-1 alcohols Cyclooxygenase ENZYMY 2. FAZE BIOTRANSFORMACE: Epoxidhydrolázy Glutathion-S-transferázy (GST) Uridindifosfoglukuronyltransferázy (UDPGT) Sulfotransferázy (SULF) N-, O-acetyltransferázy (NAT, OAT) Methy Itransferázy Enzymy syntézy kyseliny merkapturové Antioxidační enzymy - NQO, GST, GSPx, GR, CAT, SOD aboratory GLUTATHION-S-TRANSFERAZY Konjugační agens je nukleofil (GSH); typické substráty GST: elektrofilní xenobiotika / intermediaty (alifatické a aromatické epoxidy a halidy, organické nitráty NH. i I ch,-sh| 1 I _ru-pn-L mu-n-i.- HOOC-CH-CH2-CH2-COf NH-CH-CO-j-NH-CH2- I y — glutamyl — | i cysteinyl- glycine GST - TYPICKÉ SCHEMA KONJUGACNI REAKCE + GSH G)utathione-S-transferase Reaktivní intermediát BaPDE Konjugát aboratory ISOENZYMY GST Apparent subunit Mr Subunit Isoenzyme Class (kdaJton)» Mr* l-t Alpha 25 25 434 1-2 Alpha 25 + 28 — 2-2 Alpha 28 25 209 3-3 Mu 26.5 25 806 3-4 Mu 26.5 — 3-6 Mu 26.5 + 26 — 4-4 Mu 26.5 25 592 4-6 Mu 26.5 + 26 — 5-5 __g 26.5 — 6-6" Mu 26 — 7-7 Pi 24 23 307 8-8 Alpha 24.5 — * Microsomal — 17 17 237 REGULACE GENOVÉ EX GST EXPRESE ISOENZYMU GST-1 gene regulatory elements ■v» as» .ne? 617 ?M t XON l ■687 48« Xonobioi.e Hepato-nudeaf ßnaphthoflavona responsi^ fasponpive binding (actor element öfemön; f&captor Antioxidant responsive alamint GST-7 gene regulatory elements J9KB ■2?KD -3BS 5' GPEí GPEII Í7 (ŤÄŤ^I 8 Enhancar aiements Silflncer «laments Enhancer UDP-GLUKURONYLTRANSFERAZY COOH onj. agens elektrofil ;ys. UDP-glukuronová); jbstraty jsou nukleofilní ?nobiotika / intermediáty snoly, alkoholy, aminy, arboxylové kyseliny) Kyselina glukuronova COOH —o COOH M 1 >\?H Í/Ô.UPP hÔ\Ph *t/h H OH H OH Glucuronyl transferase + UDP aboratory UDP-GLUKURONYLTRANSFERAZY COOH HO-T \)-NHC-CH H OH 0 ii NH-C-CH. UDP-GLUKURONYLTRANSFERAZY OOH h J-----oh (q* UDPGT OH H O-UDP H OH UDP COOH 1 Nap h t hot UDP-glneuronic acid UDP ♦ 1-Napfathol glucuronic £> 41% 71% 67% WA 94%P _ 93% fffli m* S 3% UGTlASh" UGT1A3h -UGTIAih UGTIAIh -UGTlAeti UGTIATh 1—UGT1A9ti •UGT1A1W1 90% 87% «5% 78% /0m\ ;y% ■UGT1A9Í1 ■UGT2BH1I1 ■UGTŽBUh • UGT3Q7h ■ UGT2B+h 94% I—UGT2E1S1 l®. ■— UGT2B17h ■UGTEAlh )i ii *-\ u© CH.-0-P-0-P-0*S-0 8 I I It OH OH O 3' Phospho-ADP SULFOTRANSFERAZY sumární rovnice OH O • SO3H + PAPS Sulpholransferase + ADP REAKTIVNÍ FORMY KYSLÍKU (ROS) AromMic primary ImirH f\mt«p'*H*in% (ildchvd« oxidjs*. xnAin« oxid™. ĎT diapticnie [NADH or NADtPÍH d*hydroo«n**«{4UpfrOťriH) ANTIOXIDAČNI OBRANNE SYSTÉMY (ENZYMY): *~Superoxiddismutázy kata lyžuj í dismutaci 02"' na H202 - Cu/Zn SOD (cytosol, jádro), Mn SOD (mitochondrie), CuSOD (primárně plasma) *~Kataláza kata lyžuje dismutaci H202, redukuje methyl- a ethylhydroperoxidy; tetramerní hemoprotein (peroxisomy] *~Glutathionperoxidáza katalyzuje redukci H202 a dalších hydroperoxidů (včetně lipidperoxidů); selenoprotein (výskyt primárně v cytosolu, také v mitochondriích) *~Glutathion-S-transferázy redukují hydroperoxidy, výskyt v cytosolu, existuje také „mikrosomální" GST v bun. membránách *~Glutathionreduktáza katalyzuje redukci nízkomolekulárních disulfidů, hlavně oxidovaný glutathiot („GSH cyklus") *~NADPH/chinonoxidoreduktázy (NQO) redukuje chinony n< katecholy aboratory ANTIOXIDACNI OBRANNE SYSTÉMY (NÍZKOMOLEKULÁRNÍ LÁTKY): vitamín E konvertuje 02"", 'OH a lipidové peroxyradikály n méně reaktivní formy; zastavuje řetězové reakce lipidní peroxidace; lipidové membrány, extracelulární tekutiny bilirubin reaguje s ROO-, produkt hemoproteinu, výskyt v krvi i tkáních ß-karoten zháší 02", reakce s peroxyly; metabolický prekursor vitamínu A, výskyt v membránách vitamín C přímo zháší 02" a 'OH, přispívá k regeneraci vitamínu E, distribuce v extra- i intracelulárních tekutinách kyselina močová (oxidovaná purinová báze); zháší peroxylové radikály, 02" a 'OH, zabraňuje oxidaci vit. C, váže transitní kovy; široká distribuce glutathion (GSH) substrát v reakcích GST a GSHPx, také přímo reaguje s organickými volnými radikály, 02' a 'OH další antioxidanty: cystein, glukóza aj. aboratory ANTIOXIDACNI ENZYMY VS. ROS Peroxisomes GLUTATHION JAKO ANTIOXIDANT SH I H O H2C O * II I II n-iN-r—ciu—CH2—c—n—c— c — nh—chs— coo" H I t*l«) H Funkce GSH: - redukce disulfidických můstků - přímá reakce s ROS a kyslík, metabolity (lipid, peroxidy...) - kofaktor glutathionperoxidáz (Se-dependentních GPx, GST) Další funkce: - kofaktor konjugačních reakcí kata lyžovaný c h GST, např. s fenoly - účast v biosyntéze leukotrienu Redukce GSSG na GSH pomocí GR /S / SH Protein Protein OS / V SH V-^ 3 _^ /R&-* 2ROH\ >*< i 2GSH GSSG ^^^^^* i NADP+ NADPH ř leukotrieny aboratory GLUTATHIONREDUKTAZA H* Sx 1 HS E + NADPH —*—^ x E + NADP HSN Sx E + G—S^S—Ü—H E + 2GSH O O + II (I HgN-CH-CHji-CHa-C-NH-CH-C-NH-CH^-COO COO" CH2 ľ S I COO O CH2 O + I II I II H3N-CH-CH.j-CH2-C-NH-CH-C-NH-CHa-COO glutathiondisulfid (GSSG) +■ NADPH + H NADP+ glutathion-reduktasa O O + II II 2 H3N-CH-CH2-CHa-C~NH-CH-C-NH-CH2-COO COO" CHij I SH glutathion (GSH) (7-L^lutamy l-Lr cys teiny Igly ein) aboratory NQO: NADPH/CHINONOXIDOREDUKTAZY (DT-DIAFORÁZY) ci Pentachlorophenol NAD+ NADN Tetrachforohydroquinone (TCHQ) Tetrachlorobenzoqumone (TCBQ) ABC TRANSPORTÉRY: MULTIDRUG RESISTANCE (MDR) SYSTEM ADP ATP AOP GSH vincristine 3. FAZE BIOTRANSFORMACE (ABC TRANSPORTÉRY) Portol blood [HNFÜ fsplYsplJ MTB-H HNF1 Spl Spl YRE-1 -1100 ^422 -401/-39S -376 -320 -315 -269 -260-242 -237 -186 -157