Sulfotransferase (SULT) voor DDI-onderzoek, metabolische stabiliteit en enzymremming

Trefwoorden: geneesmiddel-geneesmiddelinteractie (DDI), sulfotransferase (SULT), enzymremming, SULT metabolisch, metabolische stabiliteit, menselijk SULT1A1-enzym, menselijk SULT1A3-enzym, menselijk SULT1B1-enzym, menselijk SULT1C2, menselijk SULT1C4-enzym, menselijk SULT1E1-enzym, menselijk SULT2A1-enzym

1 IPHASE Produceert

2 Enzymatisch onderzoek bij de ontwikkeling van geneesmiddelen

Bij de ontwikkeling van geneesmiddelen is de studie van metabolische fenotypes en enzymremming van metabolische enzymen zoals CYP450, UGT, SULT, enz. cruciaal. Metabolisch fenotypeonderzoek maakt gebruik van in vitro modellen gecombineerd met LC-MS/MS-technologie om de belangrijkste metabolische routes, belangrijke metabolische enzymen en hun kinetische parameters (zoals Km/Vmax) van geneesmiddelen te identificeren, en de impact van genpolymorfisme op gepersonaliseerde medicatie te evalueren. Onderzoek naar enzymremming richt zich op de remmende effecten van geneesmiddelen of verbindingen op metabolische enzymen (zoals reversibele/irreversibele remming), waarbij IC50/Ki-waarden worden gemeten om te voorspellengeneesmiddel-geneesmiddelinteractie (DDI)risico. Deze onderzoeken bieden een wetenschappelijke basis voor het optimaliseren van het ontwerp van geneesmiddelen, het evalueren van de veiligheid (zoals het identificeren van toxische metabolieten) en het begeleiden van precisiemedicatie. De kernuitdaging ligt in de omzetting van in vitro- naar in vivo-gegevens en de detectiegevoeligheid van metabolieten met een lage dichtheid. In de toekomst kunnen geavanceerde modellen zoals organoïden worden gebruikt om de onderzoeksbetrouwbaarheid verder te vergroten.

3 Sulfotransferase (SULT)

Sulfotransferase (SULT)is een type transferase dat de overdracht van sulfaatgroepen katalyseert en betrokken is bij het metabolisme van endogene verbindingen (zoals hormonen en neurotransmitters) en exogene verbindingen (zoals medicijnen en milieuverontreinigende stoffen). Sulfotransferasen bevinden zich voornamelijk in het cytoplasma en het Golgi-apparaat en zijn betrokken bij de sulfatering van substraten van kleine moleculen (zoals medicijnen, hormonen, neurotransmitters) en grote moleculen (zoals peptiden, eiwitten, lipiden, glycosaminoglycanen). Van sulfotransferasen is vastgesteld dat ze meerdere subtypen hebben, waaronder voornamelijk SULT1, SULT2 en SULT4. Een disfunctie van sulfotransferase kan leiden tot een abnormaal geneesmiddelmetabolisme, kanker, endocriene stoornissen en neurologische stoornissen.

4 Sulfatie/sulfonering Metabolisme

Het sulfoneringsmetabolisme (ook bekend als sulfateringsmetabolisme) speelt een belangrijke rol bij de in vivo verwijdering van geneesmiddelen en is een belangrijke basis voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen en rationeel klinisch geneesmiddelengebruik. Humaan sulfotransferase (ook bekend als sulfatase) heeft een breed scala aan substraten in het lichaam, voornamelijk gedistribueerd in organen zoals de lever, dunne darm, nieren en longen. Veel voorkomende menselijke SULT's omvattenSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2, enSULT1C4 (tabel 1). Voor de meeste substraten vertoont het door sulfotransferase gemedieerde metabolisme vaak typische substraatremmingskenmerken; Lage substraatconcentratieniveaus induceren doorgaans enzymexpressie.

Tabel 1 De verspreiding en functie van de gedeeltelijk SULT-superfamilie in het menselijk lichaam

5 belangrijke toepassingen van SULT bij de ontwikkeling van geneesmiddelen

5.1 In vitro evaluatie van DDI op basis van metabolisme

De in vitro evaluatie van door SULT gemedieerde DDI wordt voornamelijk uitgevoerd door middel van selectieve remmers (zoals quercetine, DCNP) of recombinante enzymsystemen in menselijk hepatisch cytoplasma of celmodellen die specifieke SULT-subtypen tot expressie brengen. Experimenteel ontwerp omvat doorgaans:

Metabolische fenotypeanalyse: Kwantificeer de snelheid van de vorming van gesulfateerde metabolieten door LC-MS/MS en bereken de remmingssnelheid (IC50/Ki-waarde).

Klinische risicovoorspelling: Als de remmer de productie van metabolieten significant vermindert (remmingspercentage>50%), suggereert dit dat deze de klaring van geneesmiddelen die afhankelijk zijn van het SULT-metabolisme kan verstoren, en verdere in vivo validatie is nodig.

5.2 SULT-onderzoek naar metabolische stabiliteit

Bij de ontwikkeling van geneesmiddelen wordt de studie van de metabolische stabiliteit van SULT uitgevoerd door middel van in vitro incubatie (hepatisch cytoplasma/APS) gecombineerd met LC-MS/MS-analyse om de sulfateringssnelheid en de vorming van metabolieten te bepalen, de belangrijkste bijdragen aan het SULT-subtype te identificeren, de risico’s van de metabolische klaring te evalueren en structurele optimalisatie te begeleiden.

5.3 Metabolisch substraatonderzoek

De substraatonderzoeksmethode (metabolische route-identificatiemethode) van SULT kan rechtstreeks verwijzen naar het ontwerp van CYP-enzymen, waarbij eerst chemische remming wordt gebruikt om te screenen op relevante subtypen, deze vervolgens verifieert met genrecombinasen en hun relatieve bijdrage berekent.

Het belangrijkste principe en de technische route van de chemische remmingstest van SULT is om te evalueren of het maternale metabolisme of de productie van metabolieten wordt geremd door het modificeren van de selectieve remmers Quercetine en DCNP van SULT in het menselijke hepatische cytoplasmasysteem.

5.4 Onderzoek naar enzymremming

SULT is betrokken bij het metabolisme van meerdere endogene stoffen en medicijnen. Als er medicijnen worden ontwikkeld om de activiteit van SULT te remmen, kunnen er potentiële veiligheidsproblemen ontstaan ​​bij het delen van medicijnen. Het belangrijkste principe en de technische route van de SULT-enzymremmingstest is het gebruik van een puur SULT-enzymsysteem om te detecteren of de productie van de metaboliet p-nitrofenolsulfaat wordt geremd door het toevoegen van onderzoeksgeneesmiddelen en probesubstraten zoals p-nitrofenol.

6 Conclusie

Sulfotransferase (SULT) speelt een cruciale rol bij het geneesmiddelmetabolisme, de geneesmiddelinteracties (DDI) en de veiligheidsbeoordeling. Het daardoor gemedieerde sulfateringsmetabolisme beïnvloedt de klaring, activering of toxiciteit van geneesmiddelen (zoals het metabolisme van hormoongeneesmiddelen en milieuverontreinigende stoffen), terwijl onderzoeken naar enzymremming het klinische DDI-risico kunnen voorspellen. Door in vitro modellen (levercytoplasma, recombinante enzymen) te combineren met LC-MS/MS-technologie kunnen de metabolische bijdragen van SULT-subtypes (zoals SULT1A1, SULT2A1) worden verduidelijkt, wat de optimalisatie van de medicijnstructuur en gepersonaliseerde medicatie kan begeleiden. In de toekomst zullen geavanceerde modellen zoals organoïden de translationele waarde van SULT-onderzoek verder vergroten, waardoor nauwkeurigere evaluatiecriteria voor metabolische stabiliteit en veiligheid bij de ontwikkeling van geneesmiddelen zullen ontstaan.

Referentie

Li, Y., Lindsay, J., Wang, LL, en Zhou, SF (2008). Structuur, functie en polymorfisme van menselijke cytosolische sulfotransferasen. Huidig medicijnmetabolisme, 9(2), 99-105.