Сулфотрансфераза (SULT) за истражување на DDI, метаболичка стабилност и ензимска инхибиција

Клучни зборови: лек-интеракција со лекови (DDI), сулфотрансфераза (SULT), ензимска инхибиција, SULT метаболичка, метаболичка стабилност, човечки ензим SULT1A1, човечки ензим SULT1A3, човечки ензим SULT1B1, човечки SULT1C2, човечки SULT1C2, човечки SULT1C4 ензим SULT1C4 ензим

1 ИФАЗА Произведува

2 Ензимско истражување во развојот на лекови

Во развојот на лекови, од клучно значење е проучувањето на метаболичките фенотипови и ензимската инхибиција на метаболичките ензими како што се CYP450, UGT, SULT итн. Истражувањето за метаболички фенотип користи ин витро модели комбинирани со LC-MS/MS технологија за да се идентификуваат главните метаболички патишта, клучните метаболички ензими и нивните кинетички параметри (како Km/Vmax) на лековите и да се оцени влијанието на генскиот полиморфизам врз персонализираниот лек. Истражувањето за ензимска инхибиција се фокусира на инхибиторните ефекти на лековите или соединенијата врз метаболичките ензими (како што е реверзибилна/неповратна инхибиција), мерејќи ги вредностите на IC50/Ki за да се предвидатинтеракција со лекови/дрога (DDI)ризик. Овие студии обезбедуваат научна основа за оптимизирање на дизајнот на лекот, евалуација на безбедноста (како што е идентификување на токсични метаболити) и насочување на прецизните лекови. Главниот предизвик лежи во конверзијата на податоци од in vitro во in vivo и чувствителноста на откривање на метаболити со мала изобилство. Во иднина, напредните модели како органоидите може да се користат за дополнително подобрување на веродостојноста на истражувањето.

3 Сулфотрансфераза (SULT)

Сулфотрансфераза (SULT)е вид на трансфераза која го катализира трансферот на сулфатни групи и е вклучена во метаболизмот на ендогени соединенија (како што се хормони и невротрансмитери) и егзогени соединенија (како што се лекови и загадувачи на животната средина). Сулфотрансферазите главно се лоцирани во цитоплазмата и во апаратот Голџи, вклучени во сулфација на супстрати на мали молекули (како што се лекови, хормони, невротрансмитери) и големи молекули (како пептиди, протеини, липиди, гликозаминогликани). Утврдено е дека сулфотрансферазите имаат повеќе подтипови, главно вклучувајќи ги SULT1, SULT2 и SULT4. Дисфункција на сулфотрансферазата може да доведе до абнормален метаболизам на лекови, рак, ендокрини нарушувања и невролошки нарушувања.

4 Метаболизам на сулфација/сулфонација

Метаболизмот на сулфонација (исто така познат како сулфатен метаболизам) игра важна улога во ин виво отстранувањето на лековите и е важна основа за развој на нови лекови и рационална клиничка употреба на лекови. Човечката сулфотрансфераза (исто така позната како сулфатаза) има широк спектар на супстрати во телото, главно распоредени во органи како што се црниот дроб, тенкото црево, бубрезите и белите дробови. Вообичаените човечки SULT вклучуваатSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2, иSULT1C4 (табела 1). За повеќето супстрати, метаболизмот со посредство на сулфотрансфераза често покажува типични карактеристики на инхибиција на супстратот; Ниските нивоа на концентрација на супстратот обично предизвикуваат ензимска експресија.

Табела 1 Распределба и функција на делумното суперсемејство SULT во човечкото тело

5 Клучни примени на SULT во развојот на лекови

5.1 Ин витро евалуација на DDI врз основа на метаболизмот

Ин витро евалуацијата на DDI со посредство на SULT главно се спроведува преку селективни инхибитори (како што се кверцетин, DCNP) или рекомбинантни ензимски системи во човечка хепатална цитоплазма или клеточни модели кои изразуваат специфични SULT подтипови. Експерименталниот дизајн обично вклучува:

Анализа на метаболички фенотип: Измерете ја брзината на создавање сулфатен метаболит со LC-MS/MS и пресметајте ја стапката на инхибиција (вредност IC50/Ki).

Предвидување на клинички ризик: Ако инхибиторот значително го намалува производството на метаболити (стапка на инхибиција>50%), тоа сугерира дека може да попречи на клиренсот на лековите зависни од метаболизмот на SULT, и потребна е дополнителна ин виво валидација.

5.2 Студија за метаболичка стабилност SULT

Во развојот на лекот, проучувањето на метаболичката стабилност на SULT се спроведува преку ин витро инкубација (хепатална цитоплазма/APS) во комбинација со LC-MS/MS анализа за да се одреди стапката на сулфација на лекот и генерирањето на метаболити, да се идентификуваат клучните придонеси во подтипот на SULT, да се проценат ризиците за метаболички клиренс и да се води структурна оптимизација.

5.3 Истражување на метаболички супстрати

Методот на истражување на супстратот (метод за идентификација на метаболички патишта) на SULT може директно да се однесува на дизајнот на CYP ензимите, кои прво користат хемиска инхибиција за да ги скринираат релевантните подтипови, а потоа ги потврдуваат со генски рекомбинази и го пресметуваат нивниот релативен придонес.

Главниот принцип и технички пат на тестот за хемиска инхибиција на SULT е да се процени дали мајчиниот метаболизам или производството на метаболити се инхибирани со модифицирање на селективните инхибитори Кверцетин и DCNP на SULT во системот на хепатална цитоплазма.

5.4 Истражување за инхибиција на ензими

SULT е вклучен во метаболизмот на повеќе ендогени супстанции и лекови. Ако лековите се развиваат за да ја инхибираат активноста на SULT, може да има потенцијални безбедносни проблеми при споделување на лекови. Главниот принцип и техничкиот пат на анализата за инхибиција на ензимот SULT е да се користи SULT чист ензимски систем за да се открие дали производството на метаболит p-nitrophenol sulfate е инхибирана со додавање на испитувачки лекови и супстрати за испитување како што е p-nitrophenol.

6 Заклучок

Сулфотрансферазата (SULT) игра клучна улога во метаболизмот на лековите, интеракциите со лекови/дрога (DDI) и проценката на безбедноста. Сулфацискиот метаболизам посредуван од него влијае на клиренсот, активирањето или токсичноста на лекот (како што е метаболизмот на хормонските лекови и загадувачите на животната средина), додека студиите за ензимска инхибиција може да го предвидат клиничкиот ризик од DDI. Со комбинирање на ин витро модели (цитоплазма на црниот дроб, рекомбинантни ензими) со технологијата LC-MS/MS, може да се разјаснат метаболичките придонеси на подтиповите SULT (како SULT1A1, SULT2A1), насочувајќи ја оптимизацијата на структурата на лекот и персонализираниот лек. Во иднина, напредните модели како органоидите дополнително ќе ја подобрат преведувачката вредност на истражувањето SULT, обезбедувајќи попрецизни критериуми за проценка на метаболичката стабилност и безбедност во развојот на лекови.

Референца

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L., & Zhou, S. F. (2008). Структура, функција и полиморфизам на човечки цитосолни сулфотрансферази. Тековен метаболизам на лекови, 9(2), 99-105.