Sulfotransferaza (Sult) pentru cercetarea DDI, stabilitatea metabolică și inhibarea enzimei

Cuvinte cheie: interacțiune medicamentoasă - droguri (DDI), sulfotransferază (sult), inhibarea enzimei, sultul metabolic, stabilitate metabolică, enzimă umană sult1a1, enzimă umană sult1a3, enzime umane sult1b1, sult -uman sult1c2, uman sult1c4 enzime Enzimă

1 iPhase produce

2 Cercetări enzimatice în dezvoltarea medicamentelor

În dezvoltarea medicamentelor, studiul fenotipurilor metabolice și inhibarea enzimei enzimelor metabolice precum CYP450, UGT, Sult, etc. este crucială. Cercetarea fenotipului metabolic utilizează modele in vitro combinate cu tehnologia LC - MS/MS pentru a identifica principalele căi metabolice, enzimele metabolice cheie și parametrii cinetici (cum ar fi KM/VMAX) de medicamente și evaluează impactul polimorfismului genei asupra medicamentelor personalizate. Cercetarea inhibiției enzimelor se concentrează pe efectele inhibitoare ale medicamentelor sau compușilor asupra enzimelor metabolice (cum ar fi inhibarea reversibilă/ireversibilă), măsurarea valorilor IC50/KI pentru a preziceInteracțiunea medicamentului - DRAGE (DDI)risc. Aceste studii oferă o bază științifică pentru optimizarea proiectării medicamentelor, evaluarea siguranței (cum ar fi identificarea metaboliților toxici) și ghidarea medicamentelor de precizie. Provocarea de bază constă în conversia datelor in vitro în date in vivo și sensibilitatea la detectare a metaboliților cu abundență scăzută. În viitor, modele avansate, cum ar fi organoide, pot fi utilizate pentru a îmbunătăți în continuare fiabilitatea cercetării.

3 sulfotransferază (sult)

Sulfotransferază (sult)este un tip de transferază care catalizează transferul grupelor de sulfați și este implicat în metabolismul compușilor endogeni (cum ar fi hormonii și neurotransmițătorii) și compuși exogeni (cum ar fi medicamente și poluanți de mediu). Sulfotransferazele sunt localizate în principal în aparatul de citoplasmă și Golgi, implicat în sulfarea substraturilor cu molecule mici (cum ar fi medicamente, hormoni, neurotransmițători) și molecule mari (cum ar fi peptide, proteine, lipide, glicozaminoglicani). Sulfotransferazele au fost identificate ca au mai multe subtipuri, incluzând în principal Sult1, Sult2 și Sult4. Disfuncția sulfotransferazei poate duce la metabolismul anormal al medicamentelor, cancerul, tulburările endocrine și tulburările neurologice.

4 Metabolismul sulfatului/sulfului

Metabolismul sulfoniei (cunoscut și sub denumirea de metabolism de sulfare) joacă un rol important în eliminarea in vivo a medicamentelor și este o bază importantă pentru dezvoltarea de medicamente noi și consumul de medicamente clinice raționale. Sulfotransferaza umană (cunoscută și sub numele de sulfatază) are o gamă largă de substraturi din organism, distribuite în principal în organe precum ficat, intestin subțire, rinichi și plămâni. Sultele umane comune includSult1a1, Sult1a3, Sult1b1, Sult1c2, șiSult1c4 (Tabelul 1). Pentru majoritatea substraturilor, metabolismul mediat de sulfotransferază prezintă adesea caracteristici tipice de inhibare a substratului; Nivelurile scăzute de concentrație de substrat induc de obicei expresia enzimei.

Tabelul 1 Distribuția și funcția superfamiliei parțial Sult în corpul uman

5 Aplicații cheie ale Sult în dezvoltarea drogurilor

5.1 Evaluarea in vitro a DDI pe baza metabolismului

Evaluarea in vitro a DDI mediată de Sult este efectuată în principal prin inhibitori selectivi (cum ar fi quercetina, DCNP) sau sistemele enzimatice recombinante în citoplasma hepatică umană sau modelele celulare care exprimă subtipuri specifice Sult. Proiectarea experimentală include de obicei:

Analiza fenotipului metabolic: Cuantificați rata de generare a metabolitului sulfat de LC - MS/MS și calculați rata de inhibare (valoarea IC50/KI).

Predicția riscului clinic: Dacă inhibitorul reduce semnificativ producția de metabolit (rata de inhibare> 50%), sugerează că acesta poate interfera cu clearance -ul medicamentelor dependente de metabolismul sult și este necesară o validare în continuare in vivo.

5.2 Studiu de stabilitate metabolică sult

În dezvoltarea medicamentelor, studiul stabilității metabolice Sult se realizează prin incubarea in vitro (citoplasmă hepatică/APS) combinată cu analiza LC - MS/MS pentru a determina rata de sulfare a medicamentelor și generarea de metabolit, identificați contribuțiile cheie ale subtipului Sult, evaluați riscurile de autorizare metabolică și ghidați optimizarea structurală.

5.3 Cercetări metabolice ale substratului

Metoda de cercetare a substratului (metoda de identificare a căii metabolice) a SULT se poate referi direct la proiectarea enzimelor CYP, care folosește mai întâi inhibarea chimică pentru a ecraniza subtipurile relevante, apoi le verifică cu recombinaze de gene și calculează contribuția lor relativă.

Principalul principiu și calea tehnică a testului de inhibare chimică a Sult este de a evalua dacă metabolismul matern sau producția de metabolit este inhibată prin modificarea inhibitorilor selectivi quercetina și DCNP a Sult în sistemul de citoplasmă hepatică umană.

5.4 Cercetarea inhibiției enzimelor

Sult este implicat în metabolismul multiplelor substanțe endogene și medicamente. Dacă medicamentele sunt dezvoltate pentru a inhiba activitatea SULT, pot exista probleme potențiale de siguranță la împărtășirea drogurilor. Principalul principiu și calea tehnică a testului de inhibare a enzimei Sult este utilizarea unui sistem de enzime pur sult pentru a detecta dacă producerea de sulfat de metabolit P - nitrofenol este inhibată prin adăugarea de medicamente de investigare și substraturi de sondă, cum ar fi p - nitrofenol.

6 Concluzie

Sulfotransferaza (Sult) joacă un rol critic în metabolismul medicamentelor, interacțiunile medicamentoase - medicament (DDI) și evaluarea siguranței. Metabolismul sulfatului mediat de acesta afectează clearance -ul, activarea sau toxicitatea medicamentelor (cum ar fi metabolismul medicamentelor hormonale și poluanților de mediu), în timp ce studiile de inhibare a enzimelor pot prezice riscul de DDI clinic. Prin combinarea modelelor in vitro (citoplasmă hepatică, enzime recombinante) cu tehnologia LC - MS/MS, pot fi clarificate contribuțiile metabolice ale subtipurilor Sult (cum ar fi Sult1A1, Sult2A1), ghidând optimizarea structurii medicamentelor și medicamente personalizate. În viitor, modelele avansate, cum ar fi organoidele, vor spori și mai mult valoarea translațională a cercetării Sult, oferind criterii de evaluare mai precise pentru stabilitatea metabolică și siguranța în dezvoltarea medicamentelor.

Referinţă

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L., & Zhou, S. F. (2008). Structura, funcția și polimorfismul sulfotransferazelor citosolice umane. Metabolismul actual al drogurilor, 9(2), 99 - 105.