Sulfotransferaas (SULT) DDI uurimiseks, metaboolseks stabiilsuseks ja ensüümide inhibeerimiseks

Märksõnad: ravimite ja ravimite koostoime (DDI), sulfotransferaas (SULT), ensüümi inhibeerimine, SULT metaboolne, metaboolne stabiilsus, inimese SULT1A1 ensüüm, inimese SULT1A3 ensüüm, inimese SULT1B1 ensüüm, inimese SULT1C2, inimese SULT1C4 ensüüm, inimese SULT1E1 ensüüm, inimese SULT2A1 ensüüm

1 IPHASE Toodab

2 Ensümaatilised uuringud ravimite väljatöötamisel

Ravimite väljatöötamisel on ülioluline metaboolsete fenotüüpide ja metaboolsete ensüümide, nagu CYP450, UGT, SULT jne, ensüümi inhibeerimise uurimine. Metaboolsete fenotüüpide uuringutes kasutatakse in vitro mudeleid kombineerituna LC-MS/MS-tehnoloogiaga, et tuvastada ravimite peamised metaboolsed rajad, peamised metaboolsed ensüümid ja nende kineetilised parameetrid (nt Km/Vmax) ning hinnata geenide polümorfismi mõju isikupärastatud ravimitele. Ensüümide inhibeerimise uuringud keskenduvad ravimite või ühendite inhibeerivale toimele metaboolseid ensüüme (nagu pöörduv/pöördumatu inhibeerimine), mõõtes prognoosimiseks IC50/Ki väärtusi.ravimite ja ravimite koostoime (DDI)risk. Need uuringud annavad teadusliku aluse ravimite väljatöötamise optimeerimiseks, ohutuse hindamiseks (nt toksiliste metaboliitide tuvastamiseks) ja täpsete ravimite suunamiseks. Peamine väljakutse seisneb in vitro andmete muutmises in vivo andmeteks ja vähese hulga metaboliitide tuvastamise tundlikkuses. Tulevikus saab uuringute usaldusväärsuse suurendamiseks kasutada täiustatud mudeleid, nagu organoidid.

3 sulfotransferaas (SULT)

Sulfotransferaas (SULT)on transferaasi tüüp, mis katalüüsib sulfaatrühmade ülekannet ja osaleb endogeensete ühendite (nagu hormoonid ja neurotransmitterid) ja eksogeensete ühendite (nagu ravimid ja keskkonnasaasteained) metabolismis. Sulfotransferaasid paiknevad peamiselt tsütoplasmas ja Golgi aparaadis, osaledes väikeste molekulidega substraatide (nagu ravimid, hormoonid, neurotransmitterid) ja suurte molekulide (nagu peptiidid, valgud, lipiidid, glükosaminoglükaanid) sulfatsioonis. Sulfotransferaasidel on tuvastatud mitu alatüüpi, sealhulgas SULT1, SULT2 ja SULT4. Sulfotransferaasi düsfunktsioon võib põhjustada ebanormaalset ravimite metabolismi, vähki, endokriinseid häireid ja neuroloogilisi häireid.

4 Sulfatsiooni/sulfoonimise ainevahetus

Sulfoonimise metabolism (tuntud ka kui sulfaadi metabolism) mängib olulist rolli ravimite in vivo kõrvaldamisel ja on oluline alus uute ravimite väljatöötamisel ja ratsionaalsel kliinilisel ravimite kasutamisel. Inimese sulfotransferaasil (tuntud ka kui sulfataas) on kehas lai valik substraate, mis jagunevad peamiselt sellistes elundites nagu maks, peensool, neerud ja kopsud. Tavalised inimese SULT-id hõlmavadSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2jaSULT1C4 (tabel 1). Enamiku substraatide puhul on sulfotransferaasi vahendatud metabolismil sageli tüüpilised substraadi inhibeerimise omadused; Substraadi madala kontsentratsiooni tasemed kutsuvad tavaliselt esile ensüümi ekspressiooni.

Tabel 1 Osaliselt SULT superperekonna jaotus ja funktsioon inimkehas

SULT-i 5 peamist rakendust ravimiarenduses

5.1 DDI in vitro hindamine ainevahetuse põhjal

SULT-vahendatud DDI in vitro hindamine toimub peamiselt selektiivsete inhibiitorite (nagu kvertsetiin, DCNP) või rekombinantsete ensüümsüsteemide kaudu inimese maksa tsütoplasmas või rakumudelites, mis ekspresseerivad spetsiifilisi SULT alatüüpe. Eksperimentaalne disain sisaldab tavaliselt järgmist:

Metaboolse fenotüübi analüüs: Kvantifitseerige sulfaaditud metaboliitide tekke kiirus LC-MS/MS abil ja arvutage inhibeerimismäär (IC50/Ki väärtus).

Kliinilise riski prognoos: kui inhibiitor vähendab oluliselt metaboliitide tootmist (inhibeerimise määr> 50%), võib see oletada, et see võib häirida SULT-i metabolismist sõltuvate ravimite kliirensit, mistõttu on vaja täiendavat in vivo valideerimist.

5.2 SULT metaboolse stabiilsuse uuring

Ravimite väljatöötamisel viiakse SULT metaboolse stabiilsuse uuring läbi in vitro inkubatsiooni (maksa tsütoplasma/APS) abil koos LC-MS/MS analüüsiga, et määrata ravimi sulfatsiooni kiirus ja metaboliitide teke, tuvastada peamised SULT-alatüübi panused, hinnata metaboolse kliirensi riske ja juhtida struktuuri optimeerimist.

5.3 Metaboolsete substraadide uurimine

SULT-i substraadi uurimismeetod (metaboolsete radade tuvastamise meetod) võib otseselt viidata CYP ensüümide disainile, mis esmalt kasutab asjakohaste alatüüpide skriinimiseks keemilist inhibeerimist, seejärel kontrollib neid geenirekombinaasidega ja arvutab nende suhtelise panuse.

SULT-i keemilise inhibeerimise testi põhiprintsiip ja tehniline tee on hinnata, kas ema ainevahetust või metaboliitide tootmist inhibeeritakse SULT-i selektiivsete inhibiitorite kvertsetiini ja DCNP muutmine inimese maksa tsütoplasma süsteemis.

5.4 Ensüümide inhibeerimise uurimine

SULT osaleb mitmete endogeensete ainete ja ravimite metabolismis. Kui töötatakse välja ravimeid SULT-i aktiivsuse pärssimiseks, võivad ravimite jagamisel tekkida potentsiaalsed ohutusprobleemid. SULT ensüümi inhibeerimise testi peamine põhimõte ja tehniline viis on kasutada SULT puhast ensüümisüsteemi, et tuvastada, kas metaboliidi p-nitrofenoolsulfaadi tootmine on inhibeeritud, lisades uuritavaid ravimeid ja sondi substraate, nagu p-nitrofenool.

6 Järeldus

Sulfotransferaas (SULT) mängib olulist rolli ravimite metabolismis, ravimite ja ravimite koostoimes (DDI) ja ohutuse hindamisel. Selle vahendatud sulfaadi metabolism mõjutab ravimi kliirensit, aktivatsiooni või toksilisust (näiteks hormoonravimite ja keskkonnasaasteainete metabolismi), samas kui ensüümi inhibeerimise uuringud võivad ennustada kliinilist DDI riski. Kombineerides in vitro mudeleid (maksa tsütoplasma, rekombinantsed ensüümid) LC-MS/MS-tehnoloogiaga, saab selgitada SULT-alatüüpide (nagu SULT1A1, SULT2A1) metaboolset panust, mis juhib ravimi struktuuri optimeerimist ja isikupärastatud ravimeid. Tulevikus suurendavad täiustatud mudelid, nagu organoidid, SULT-uuringute translatsiooniväärtust veelgi, pakkudes metaboolse stabiilsuse ja ohutuse täpsemaid hindamiskriteeriume ravimite väljatöötamisel.

Viide

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L. ja Zhou, S. F. (2008). Inimese tsütosoolsete sulfotransferaaside struktuur, funktsioon ja polümorfism. Praegune ravimite metabolism, 9(2), 99-105.