Микросомальное окисление

Микросомальные оксидазы (микросомальные монооксигеназы) - ферменты, катализирующие восстановление одного атома молекулы О₂ с образованием воды и включение другого атома кислорода в окисляемое вещество. Локализованные в мембранах гладкого ЭПС, функционируют в комплексе с двумя внемитохондриальными ЦПЭ.

Все ферменты микросомальной системы - мембранные белки, активные центры которых локализованы на цитоплазматической поверхности ЭПС. Система включает несколько белков, составляющих электронтранспортные цепи (ЦПЭ). В ЭПС существуют две такие цепи:

1. Состоит из двух ферментов - NADPH-P₄₅₀-редуктазы и цитохрома Р₄₅₀. В большинстве случаев донором электронов для этой цепи служит NADPH, окисляемый NАDРН-Р₄₅₀-редуктазой. Фермент в качестве простетической группы содержит 2 кофермента - флавинадениндинуклеотид (ФАД) и флавинмононуклеотид (ФМН). Протоны и электроны с NADPH переходят последовательно на коферменты NADPH-P₄₅₀-редуктазы. Восстановленный ФМН (ФМН·H₂) окисляется цитохромом Р₄₅₀. Цитохром Р₄₅₀ - гемопротеин, содержит простетическую группу гем и имеет участки связывания для кислорода[2] и субстрата (ксенобиотика).

2. Включает фермент NADH-цитохром-b₅-редуктазу, цитохром b₅ и фермент - стеароил-КоА-десатуразу. Окисляемый субстрат - донор электронов для NADH-цитохром b₅ -редуктазы - NADH. Протоны и электроны с NADH переходят на кофермент редуктазы ФАД, следующим акцептором электронов служит Fe³⁺ цитохрома b₅. Цитохром b₅ в некоторых случаях может быть донором электронов для цитохрома Р₄₅₀ или для стеароил-КоА-десатуразы, которая катализирует образование двойных связей в жирных кислотах, перенося электроны на кислород с образованием воды.

Электронтранспортные цепи ЭР. RH - субстрат цитохрома Р₄₅₀. В одной системе NADPH окисляется NADPH цитохром Р₄₅₀-редуктазой, которая затем передаёт электроны на целое семейство цитохромов Р₄₅₀. Вторая система включает в себя окисление NADH цитохром b₅-редуктазой, электроны переходят на цитохром b₅; восстановленную форму цитохрома b₅ окисляет стеароил-КоА-десатураза, которая переносит электроны на О₂.

Один атом кислорода принимает 2 е и переходит в форму О^2-. Донором электронов служит NADPH, который окисляется NADPH-цитохром Р₄₅₀ редуктазой. О^2- взаимодействует с протонами: О^2- + 2Н⁺ → Н₂О, и образуется вода. Второй атом молекулы кислорода включается в субстрат RH, образуя гидроксильную группу вещества R-OH.

Субстратами Р₄₅₀ могут быть многие гидрофобные вещества как экзогенного (лекарственные препараты, ксенобиотики), так и эндогенного (стероиды, жирные кислоты и др.) происхождения.

Таким образом, в результате первой фазы обезвреживания с участием цитохрома Р₄₅₀ происходит модификация веществ с образованием функциональных групп, повышающих растворимость гидрофобного соединения. В результате модификации возможна потеря молекулой её биологической активности или даже формирование более активного соединения, чем вещество, из которого оно образовалось.

II – фаза коньюгации. Чужеродное вещество, модифицированное ферментными системами ЭПС, связывается с эндогенными субстратами - глюкуроновой кислотой, серной кислотой, глицином, глутатионом. Образовавшийся конъюгат удаляется из организма.

Конъюгация

Вторая фаза обезвреживания веществ - реакции конъюгации, в ходе которых происходит присоединение к функциональным группам, образующимся на первом этапе, других молекул или групп эндогенного происхождения, увеличивающих гидрофильность и уменьшающих токсичность ксенобиотиков.

Все ферменты, функционирующие во второй фазе обезвреживания ксенобиотиков, относят к классу трансфераз. Они характеризуются широкой субстратной специфичностью: