Сульфотрансфераза (SULT) для исследований DDI, метаболической стабильности и ингибирования ферментов

Key words: drug-drug interaction (DDI), sulfotransferase (SULT), enzyme inhibition, SULT metabolic, metabolic stability, human SULT1A1 enzyme, human SULT1A3 enzyme, human SULT1B1 enzyme, human SULT1C2, human SULT1C4 enzyme, human SULT1E1 enzyme, human SULT2A1 enzyme

1 Ифаза производит

2 ферментативные исследования в области разработки лекарств

При разработке лекарств изучение метаболических фенотипов и ингибирования ферментов метаболических ферментов, таких как CYP450, UGT, Sult и т. Д. В исследовании метаболического фенотипа используются модели in vitro в сочетании с технологией LC - MS/MS для определения основных метаболических путей, ключевых метаболических ферментов и их кинетических параметров (таких как KM/Vmax) лекарств, а также оценивают влияние полиморфизма генов на персонализированное лекарство. Исследование ингибирования ферментов фокусируется на ингибирующем влиянии лекарств или соединений на метаболические ферменты (такие как обратимое/необратимое ингибирование), измерение значений IC50/KI для прогнозированияПрепарат - взаимодействие с наркотиками (DDI)риск Эти исследования обеспечивают научную основу для оптимизации дизайна лекарств, оценки безопасности (таких как выявление токсичных метаболитов) и руководящие прецизионные лекарства. Основная задача заключается в преобразовании данных in vitro в данные in vivo и чувствительность обнаружения метаболитов с низким содержанием численности. В будущем, передовые модели, такие как органоиды, могут быть использованы для дальнейшего повышения надежности исследований.

3 сульфотрансфераза (Sult)

Сульфотрансфераза (Sult)является типом трансферазы, которая катализирует перенос сульфатных групп и участвует в метаболизме эндогенных соединений (таких как гормоны и нейротрансмиттеры) и экзогенных соединений (таких как лекарства и загрязнители окружающей среды). Сульфотрансферазы в основном расположены в аппарате цитоплазмы и гольджи, участвующих в сульфатировании субстратов малых молекул (таких как лекарства, гормоны, нейротрансмиттеры) и крупных молекул (такие как пептиды, белки, липиды, гликозаминогликаны). Сульфотрансферазы были идентифицированы, которые имеют несколько подтипов, в основном включая Sult1, Sult2 и Sult4. Дисфункция сульфотрансферазы может привести к аномальному метаболизму лекарств, раку, эндокринным расстройствам и неврологическим расстройствам.

4 Метаболизм сульфата/сульфонации

Метаболизм сульфонации (также известный как метаболизм сульфата) играет важную роль в утилизации лекарств in vivo и является важной основой для разработки новых лекарств и рационального употребления клинических препаратов. Сульфотрансфераза человека (также известная как сульфатаза) имеет широкий спектр субстратов в организме, в основном распределенные в органах, таких как печень, тонкая кишка, почки и легкие. Обычные человеческие сунды включаютSult1a1, Sult1a3, Sult1b1, Sult1c2, иSult1c4 (Таблица 1). Для большинства субстратов метаболизм, опосредованный сульфотрансферазой, часто демонстрирует типичные характеристики ингибирования субстрата; Низкие уровни концентрации субстрата обычно вызывают экспрессию фермента.

Таблица 1 Распределение и функция частично суперсемейства SULT в человеческом организме

5 ключевых применений SULT в разработке лекарств

5.1 Оценка DDI in vitro на основе метаболизма

Оценка in vitro, опосредованного SULT DDI, в основном проводится через селективные ингибиторы (такие как кверцетин, DCNP) или рекомбинантные ферментные системы в цитоплазме печени человека или моделей клеток, экспрессирующих специфические подтипы SULT. Экспериментальный дизайн обычно включает в себя:

Анализ метаболического фенотипа: Количественно оценить скорость генерации сульфатированных метаболитов с помощью LC - MS/MS и вычислите скорость ингибирования (значение IC50/KI).

Прогнозирование клинического риска: если ингибитор значительно снижает выработку метаболита (частота ингибирования> 50%), он предполагает, что он может мешать клиренсу лекарств, зависящих от метаболизма SULT, и необходима дополнительная проверка in vivo.

5.2 Исследование метаболической стабильности Sult

При разработке лекарственных средств изучение стабильности метаболизма SULT проводится с помощью инкубации in vitro (печеночная цитоплазма/APS) в сочетании с анализом LC - MS/MS для определения скорости сульфатации лекарственного средства и генерации метаболита, определить ключевые вклады SULT Subtype, оценить риски для метаболического разрешения и направлять структурную оптимизацию.

5.3 Исследование метаболического субстрата

Метод исследования субстрата (метод идентификации метаболического пути) SULT может непосредственно относиться к конструкции ферментов CYP, в котором сначала используется химическое ингибирование для скрининга для соответствующих подтипов, а затем проверяет их с помощью рекомбиназ генов и вычисляет их относительный вклад.

Основным принципом и техническим путем испытания химического ингибирования SULT является оценка того, ингибируется ли материнский метаболизм или выработку метаболита путем модификации селективных ингибиторов кверцетина и DCNP SULT в системе цитоплазмы печени человека.

5.4 Исследование ингибирования ферментов

Sult участвует в метаболизме множественных эндогенных веществ и лекарств. Если лекарства разрабатываются, чтобы ингибировать активность SULT, могут возникнуть потенциальные проблемы безопасности при разделении лекарств. Основным принципом и техническим путем анализа ингибирования ферментов SULT является использование системы чистого ферментов SULT для выявления того, ингируется ли выработка метаболита P - Нитрофенолсульфата путем добавления исследуемых препаратов и подложки зонда, таких как P - Нитрофенол.

6 Заключение

Сульфотрансфераза (SULT) играет критическую роль в метаболизме лекарств, лекарственном лекарственном взаимодействии (DDI) и оценке безопасности. Метаболизм сульфата, опосредованный IT, влияет на клиренс лекарственного средства, активацию или токсичность (например, метаболизм гормональных препаратов и загрязнителей окружающей среды), в то время как исследования ингибирования ферментов могут предсказать клинический риск DDI. Комбинируя модели in vitro (цитоплазма печени, рекомбинантные ферменты) с технологией LC - MS/MS, метаболический вклад подтипов SULT (таких как Sult1a1, Sult2a1) может быть уточнен, руководящие оптимизации структуры лекарственного средства и персонализированное лекарство. В будущем передовые модели, такие как органоиды, еще больше повысят трансляционную ценность исследования SULT, обеспечивая более точные критерии оценки для метаболической стабильности и безопасности при разработке лекарств.

Ссылка

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L.L. & Zhou, S.F. (2008). Структура, функция и полиморфизм цитозольных сульфотрансфераз человека. Текущий метаболизм лекарств, 9(2), 99 - 105.