【文章內(nèi)容簡介】 abolic detoxication)：經(jīng)生物轉(zhuǎn)化大部分外源化學(xué)物的代謝產(chǎn)物，毒性降低，易于排出體外。 ? 代謝活化 (metabolic activation)：經(jīng)生物轉(zhuǎn)化其毒性被增強(qiáng)的現(xiàn)象。生成親電子劑、自由基、親核劑、氧化還原劑。 48 二、生物轉(zhuǎn)化反應(yīng) 的類型 ? I相反應(yīng)的類型： ?氧化反應(yīng) ?還原反應(yīng) ?水解反應(yīng) ? Ⅱ 相反應(yīng)的類型 ?結(jié)合反應(yīng) 49 氧化反應(yīng) ? 催化氧化反應(yīng)的酶系主要有 : ① 細(xì)胞色素 P450酶系 ； ② 微粒體含 FAD單加氧酶 ； ③ 醇脫氫酶和醛脫氫酶 ； ④ 胺氧化酶 。 ? 其中①和②主要發(fā)生于微粒體中，是微粒體酶催化的反應(yīng)；③和④主要發(fā)生在線粒體和胞漿中，是非微粒體酶催化的氧化反應(yīng)： 50 細(xì)胞色素 P450酶系 ? 細(xì)胞色素 P450酶系：即微粒體混合功能氧化酶系 (MFO). ? 微粒體 (microsome)：并非單獨的細(xì)胞器，是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在細(xì)胞勻漿過程中形成的碎片，此種碎片存在于細(xì)胞勻漿經(jīng)超速離心去除線粒體后的上清液部分 (postmitochondral supernatant fraction)。 ? 細(xì)胞色素 P450催化反應(yīng)的種類、底物的數(shù)量都高居各酶系首位。 51 P450的分布 ? P450是血紅素蛋白的一種酶類。因細(xì)胞色素 P450含有的血紅素鐵在還原態(tài)時與 CO結(jié)合形成的復(fù)合體的最大吸收波長在 450nm而命名。 P450在機(jī)體內(nèi)的分布 ：在機(jī)體內(nèi)廣泛存在，最主要的器官是肝臟，其次如皮膚、肺等也存在。分布模式反映了生物的進(jìn)化防御機(jī)制，即在毒物能夠進(jìn)入機(jī)體的所有的門戶部位都有P450分布。 P450在細(xì)胞內(nèi)的分布： 主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)比粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)更加豐富。線粒體以及核膜中也存在 P450。超速離心提取，即微粒體。 52 P450的分類 分類原則：相同氨基酸序列大于等于 40%歸于 1個家族，大于等于 55%歸于 1個亞家族。 命名原則： （ 1）細(xì)胞色素 P450 (cytochrome P450) 縮寫為 CYP。 斜體表示基因，大寫 CYP表示小鼠、果蠅外其它物種的基因； Cyp： 表示小鼠、果蠅的基因。 （ 2）接著 1個數(shù)字，表示家族； （ 3）接著 1個字母，表示亞家族； （ 4）最后 1個數(shù)字，表示基因。 如： CYP12A1，表示 P450 12家族 A亞家族 1號基因； CYP1A2，表示 P450 1家族 A亞家族 2號基因； CYP17，表示 P450 17家族基因（無亞族）。 （ 5）基因表達(dá)產(chǎn)物（蛋白）的命名與相應(yīng)的基因相同，但需將 全部斜體字改為正體字，全部小寫字母改為大寫字母 。適合于所有物種。如 CYP12A1， CYP2E1。 53 P450在外源性化學(xué)物代謝中的作用 54 P450在內(nèi)源性物質(zhì)代謝中的作用 ? P450參與機(jī)體多種內(nèi)源性物質(zhì)的合成，如類固醇激素、膽汁酸鹽、脂溶性微生素（ A、 D）以及前列腺素(prostaglandin)、血栓噁烷、白三烯 (leukotrienes)等的合成。 55 ? P450催化氧化的總反應(yīng)為： 底物（ RH） +O2+NADPH+H+ 產(chǎn)物 +H2O+NADPH+ 電子來源： NADPH（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）。 56 ? P450的催化機(jī)制，共有 7步： ① 氧化型細(xì)胞色素 P450 (Ｆ e3+)與底物 (RH)結(jié)合形成復(fù)合物； ② 上述復(fù)合物在 NADPH細(xì)胞色素 P450還原酶作用下，由 NADPH提供 1個電子使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型細(xì)胞色素 P450（Ｆ e2+)復(fù)合物； ③ 上述復(fù)合物和 1個分子氧結(jié)合形成含氧復(fù)合物； ④ 含氧復(fù)合物 (Ｆ e2+O2)再加上 1個 H+和由 NADPH細(xì)胞色素 P450還原酶提供的第 2個電子，轉(zhuǎn)變成Ｆ e2+ OOH超氧陰離子復(fù)合物； ⑤ 第 2個 H+加入 ,Ｆ e2+OOH復(fù)合物裂解，形成水和 (Ｆ eO)3+ 復(fù)合物； ⑥ (Ｆ eO)3+ 復(fù)合物將氧原子轉(zhuǎn)移到底物，生成產(chǎn)物 (ROH)； ⑦ 釋放產(chǎn)物 (ROH)，此時 P450 (Ｆ e2+) 變成 P450 (Ｆ e3+)。 57 P450的催化機(jī)制 58 P450酶系催化的反應(yīng) （ 1）脂肪族與芳香族的氧化反應(yīng)。 ? 丁烷、戊烷和己烷等直鏈烷烴的氧化，其羥化產(chǎn)物為相應(yīng)的醇類，如正已烷。芳香族化學(xué)物芳香環(huán)的碳上加氧，形成酚類。例如萘可形成萘酚。 59 （ 2）雙鍵的環(huán)氧化反應(yīng)（ epoxidation of double band） ? 在微粒體混合功能氧化酶催化下，一個氧原子在外源化學(xué)物的兩個相鄰碳原子之間構(gòu)成一橋式結(jié)構(gòu)，形成環(huán)氧化物 (epoxide)。 ? 環(huán)氧化是許多外源性化學(xué)物代謝活化的重要步驟，如苯并 (a)芘和黃曲霉素 B1的活化。 60 ? B(a)P首先由 P450酶系 催化生成 B(a)P7,8環(huán)氧化物，進(jìn)一步在環(huán)氧化物水化酶的作用下生成二氫二醇衍生物， 7， 8二氫二醇可由 細(xì)胞色素 P450的作用進(jìn)一步作用形成 7,8二氫二醇 9,I0環(huán)氧化物。 ? 7,8二氫二醇 9,I0環(huán)氧化物為終致癌物，可以與核酸中的鳥嘌呤和腺嘌呤結(jié)合，產(chǎn)生 DNA損傷而引起突變致癌。 61 （ 3） N羥化反應(yīng)（ Nhydroxylation） ? N羥化反應(yīng)是外源化學(xué)物的氨基（ H2N） 發(fā)生羥化，毒性往往增高。 ? 如苯胺 (aniline, C6H5NH2) 經(jīng)羥化后形成苯基羥胺(phenylhydroxylamine)。 苯基羥胺的毒性較苯胺本身為高，可使血紅蛋白氧化成為高鐵血紅蛋白。 62 ? 具有重要毒理學(xué)意義的是有些芳香胺類本身并不致癌，經(jīng)N羥化后具有致癌作用。如： 2乙酰氨基芴 (2acetylamino fluorene, AAF), 其 N羥化后形成近致癌物 N羥基 2乙酰氨基芴，并可繼續(xù)轉(zhuǎn)化為終致癌物。 63 （ 4）雜原子（ S， N和 I） 氧化 ? 如含有硫醚鍵（ CSC） 的有機(jī)磷化學(xué)毒物，在 MFO的催化下進(jìn)行 S氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成亞砜 (sulphoxide)或砜(sulphone)，這些氧化產(chǎn)物毒性可增高 5~10倍。 ? 如內(nèi)吸磷在體內(nèi)通過此反應(yīng)而毒性增強(qiáng)。 64 （ 5）脫烷基反應(yīng)（ dealkylation） ① N脫烷基反應(yīng)：反應(yīng)中將由 N原子上脫去 1個或 2個烷基。如煙堿（ nicotine）可脫去甲基形成去甲煙堿（ nornicotine）。 ② O脫烷基反應(yīng)（ Odealkylation）： 毒蟲畏（ chlorfenvinphos） 等有機(jī)磷殺蟲劑可在 O脫烷基反應(yīng)中分別脫去 1個乙基和 1個甲基。 ③ S脫烷基反應(yīng)（ Sdealkylation）： 可發(fā)生在硫醚類（ thioether， RSR） 化合物。如麻醉藥甲硫巴比妥鈉（ methitural） 在反應(yīng)中由 S原子上脫去甲基，形成含硫基的代謝產(chǎn)物和甲醛。 65 微粒體含黃素單加氧酶 ? 在肝、肺、腎的微粒體中，還有一種能催化氧化反應(yīng)的酶，以 FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸 )為輔酶，稱微粒體 FAD單加氧酶，或稱為黃素蛋白單加氧酶 (flavincontaining monooxygenase,FMO)。 ? 其功能與反應(yīng)機(jī)理與細(xì)胞色素 P450單加氧酶相似，反應(yīng)過程亦需要 NADPH和 O2， 但借助輔酶 FAD進(jìn)行電子傳遞 。 很多由 FMO催化的反應(yīng)，也可為 P450催化。 66 ? 與 P450不同之處在于： ① 它不能在碳位上催化氧化反應(yīng)，但可以在 N位上加氧。 ② FMO種類較少，目前發(fā)現(xiàn)只有 5 種，而 P450有 400多種。 ③ FMO在種屬間表達(dá)不同，與 P450相互補(bǔ)。即 P450活性強(qiáng)的，則 FMO活性就弱，反之亦然。 67 醇脫氫酶和醛脫氫酶 ? 催化某些外源化學(xué)物氧化反應(yīng)的酶類除前述幾種外，在 細(xì)胞胞漿、線粒體 中還有一些主要催化具有醇、醛和酮基團(tuán)外源性化學(xué)物的氧化反應(yīng)。 ? 主要包括醇脫氫酶、醛脫氫酶等，屬于非微粒體氧化酶。 68 （ 1）醇脫氫酶 ? 醇脫氫酶（ Alcohol Dehydrogenase， ADH） 可催化醇類氧化成醛或酮。反應(yīng)過程中需要輔酶 Ⅰ 和輔酶 Ⅱ 。 ? 上述反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到平衡時，易于出現(xiàn)逆向反應(yīng)。 ? ADH是一種含鋅酶，位于胞漿，分布于肝臟、腎臟、肺臟及胃粘膜 。 69 （ 2）醛脫氫酶（ ALDH） ? 醛脫氫酶