Szulfotranszferáz (SULT) a DDI kutatáshoz, a metabolikus stabilitáshoz és az enzimgátláshoz

Kulcsszavak: gyógyszer-gyógyszer kölcsönhatás (DDI), szulfotranszferáz (SULT), enzimgátlás, SULT metabolikus, metabolikus stabilitás, humán SULT1A1 enzim, humán SULT1A3 enzim, humán SULT1B1 enzim, humán SULT1C2, humán SULT1C4 enzim, humán SULT1E1 enzim, humán SULT2A1 enzim

1 IPHASE termel

2 Enzimatikus kutatás a gyógyszerfejlesztésben

A gyógyszerfejlesztésben a metabolikus fenotípusok és az olyan metabolikus enzimek enzimgátlásának vizsgálata döntő fontosságú, mint a CYP450, UGT, SULT stb. A metabolikus fenotípus-kutatás in vitro modelleket használ LC-MS/MS technológiával kombinálva, hogy azonosítsa a gyógyszerek fő metabolikus útvonalait, kulcsfontosságú metabolikus enzimeit és kinetikai paramétereit (például Km/Vmax), és értékelje a génpolimorfizmus hatását a személyre szabott gyógyszeres kezelésre. Az enzimgátlási kutatás a gyógyszereknek vagy vegyületeknek a metabolikus enzimekre kifejtett gátló hatásaira összpontosít (mint például a reverzibilis/irreverzibilis gátlás), az IC50/Ki értékek megbecslésével.gyógyszer-gyógyszer interakció (DDI)kockázatot. Ezek a vizsgálatok tudományos alapot nyújtanak a gyógyszertervezés optimalizálásához, a biztonság értékeléséhez (például a toxikus metabolitok azonosításához) és a precíziós gyógyszeres kezelés iránymutatásához. A fő kihívás az in vitro adatok in vivo adatokká való átalakításában és az alacsony mennyiségben előforduló metabolitok kimutatási érzékenységében rejlik. A jövőben a fejlett modellek, például az organoidok felhasználhatók a kutatás megbízhatóságának további növelésére.

3 szulfotranszferáz (SULT)

Szulfotranszferáz (SULT)egyfajta transzferáz, amely katalizálja a szulfátcsoportok átvitelét, és részt vesz az endogén vegyületek (például hormonok és neurotranszmitterek) és az exogén vegyületek (például gyógyszerek és környezetszennyező anyagok) metabolizmusában. A szulfotranszferázok főként a citoplazmában és a Golgi-apparátusban találhatók, kis molekulájú szubsztrátok (például gyógyszerek, hormonok, neurotranszmitterek) és nagy molekulák (például peptidek, fehérjék, lipidek, glikozaminoglikánok) szulfatálásában vesznek részt. A szulfotranszferázoknak több altípusuk van, elsősorban a SULT1, SULT2 és SULT4. A szulfotranszferáz diszfunkciója abnormális gyógyszeranyagcseréhez, rákhoz, endokrin rendellenességekhez és neurológiai rendellenességekhez vezethet.

4 Szulfáció/szulfonáció anyagcsere

A szulfonációs metabolizmus (más néven szulfatációs metabolizmus) fontos szerepet játszik a gyógyszerek in vivo ártalmatlanításában, és fontos alapja az új gyógyszerfejlesztésnek és a racionális klinikai gyógyszerhasználatnak. A humán szulfotranszferáznak (más néven szulfatáznak) számos szubsztrátja van a szervezetben, főként olyan szervekben, mint a máj, vékonybél, vese és tüdő. A gyakori emberi SULT-ok közé tartozikSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2, ésSULT1C4 (1. táblázat). A legtöbb szubsztrát esetében a szulfotranszferáz által közvetített metabolizmus gyakran jellemző szubsztrát gátlási jellemzőket mutat; Az alacsony szubsztrátkoncentráció szintjei jellemzően enzimexpressziót váltanak ki.

1. táblázat A részben SULT szupercsalád eloszlása és működése az emberi szervezetben

A SULT 5 fő alkalmazása a gyógyszerfejlesztésben

5.1 A DDI in vitro értékelése az anyagcsere alapján

A SULT által közvetített DDI in vitro kiértékelése főként szelektív inhibitorokon (például kvercetin, DCNP) vagy rekombináns enzimrendszereken keresztül történik humán máj citoplazmában vagy specifikus SULT altípusokat expresszáló sejtmodellekben. A kísérleti tervezés általában a következőket tartalmazza:

Metabolikus fenotípus elemzés: Számszerűsítse a szulfatált metabolitok képződésének sebességét LC-MS/MS segítségével, és számítsa ki a gátlási sebességet (IC50/Ki érték).

Klinikai kockázat-előrejelzés: Ha az inhibitor jelentősen csökkenti a metabolittermelést (gátlási arány >50%), ez arra utal, hogy befolyásolhatja a SULT metabolizmusától függő gyógyszerek kiürülését, és további in vivo validálásra van szükség.

5.2 SULT Metabolic Stability Study

A gyógyszerfejlesztés során a SULT metabolikus stabilitásának vizsgálatát in vitro inkubációval (máj citoplazma/APS) és LC-MS/MS analízissel kombinálva végzik, hogy meghatározzák a gyógyszer szulfatációs sebességét és a metabolitok képződését, azonosítsák a kulcsfontosságú SULT altípus hozzájárulásait, értékeljék a metabolikus clearance kockázatait és irányítsák a szerkezeti optimalizálást.

5.3 Metabolikus szubsztrát kutatás

A SULT szubsztrátkutatási módszere (metabolikus útvonal-azonosító módszer) közvetlenül utalhat a CYP enzimek tervezésére, amely először kémiai gátlást alkalmaz a releváns altípusok szűrésére, majd ezeket génrekombinázokkal verifikálja, és kiszámítja relatív hozzájárulásukat.

A SULT kémiai gátlási tesztjének fő elve és technikai útja annak értékelése, hogy az anyai metabolizmus vagy metabolittermelés gátlása gátolt-e a SULT szelektív gátlóinak, a Quercetinnek és a DCNP-nek a humán máj citoplazmarendszerében történő módosításával.

5.4 Enzimgátlási kutatás

A SULT számos endogén anyag és gyógyszer metabolizmusában vesz részt. Ha olyan gyógyszereket fejlesztenek ki, amelyek gátolják a SULT aktivitását, potenciális biztonsági problémák merülhetnek fel a gyógyszerek megosztása során. A SULT enzimgátlási assay fő elve és technikai módja a SULT tiszta enzimrendszer alkalmazása annak kimutatására, hogy a p-nitrofenol-szulfát metabolit termelődése gátolt-e vizsgálati gyógyszerek és próbaszubsztrátok, például p-nitrofenol hozzáadásával.

6 Következtetés

A szulfotranszferáz (SULT) kritikus szerepet játszik a gyógyszer-metabolizmusban, a gyógyszer-gyógyszer interakciókban (DDI) és a biztonságosság értékelésében. Az általa közvetített szulfatációs metabolizmus befolyásolja a gyógyszer kiürülését, aktiválását vagy toxicitását (például a hormon gyógyszerek és a környezetszennyező anyagok metabolizmusát), míg az enzimgátlási vizsgálatok előre jelezhetik a klinikai DDI kockázatot. Az in vitro modellek (máj citoplazma, rekombináns enzimek) és LC-MS/MS technológiával történő kombinálásával tisztázható a SULT altípusok (például SULT1A1, SULT2A1) metabolikus hozzájárulása, ami irányítja a gyógyszerszerkezet optimalizálását és a személyre szabott gyógyszeres kezelést. A jövőben az olyan fejlett modellek, mint az organoidok, tovább növelik a SULT-kutatás transzlációs értékét, pontosabb értékelési kritériumokat biztosítva a metabolikus stabilitás és biztonságosság tekintetében a gyógyszerfejlesztés során.

Hivatkozás

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L. és Zhou, S. F. (2008). Humán citoszol szulfotranszferázok szerkezete, működése és polimorfizmusa. Jelenlegi gyógyszer-anyagcsere, 9(2), 99-105.