Sulfotransferáza (SULT) pre výskum DDI, metabolickú stabilitu a inhibíciu enzýmov

Kľúčové slová: interakcia liečiva - liečivo (DDI), sulfotransferáza (sult), inhibícia enzýmov, sult metabolický, metabolická stabilita, ľudský sult1a1 enzým, ľudský enzým sult1a3, ľudský sult1b1 enzým, ľudský sult1c2, ľudský sult1c4 enzým enzým

1 iphase produkuje

2 Enzymatický výskum vo vývoji liekov

Pri vývoji liečiva je rozhodujúca štúdia metabolických fenotypov a enzýmovej inhibície metabolických enzýmov, ako sú CYP450, UGT, Sult atď. Výskum metabolického fenotypu využíva modely in vitro kombinované s technológiou LC - MS/MS na identifikáciu hlavných metabolických dráh, kľúčových metabolických enzýmov a ich kinetických parametrov (ako je KM/VMAX) liekov a vyhodnotenie vplyvu génového polymorfizmu na personalizované lieky. Výskum inhibície enzýmov sa zameriava na inhibičné účinky liekov alebo zlúčenín na metabolické enzýmy (ako je reverzibilná/ireverzibilná inhibícia), meranie hodnôt IC50/KI na predpovedanieInterakcia liečiva - liečivo (DDI)riziko. Tieto štúdie poskytujú vedecký základ na optimalizáciu návrhu liekov, hodnotenie bezpečnosti (napríklad identifikácia toxických metabolitov) a vedúce presné lieky. Hlavnou výzvou je konverzia in vitro na údaje in vivo a detekčnú citlivosť metabolitov s nízkym množstvom hojnosti. V budúcnosti sa na ďalšie zvýšenie spoľahlivosti výskumu môžu pokročilé modely, ako sú organoidy.

3 sulfotransferáza (sult)

Sulfotransferáza (sult)je typ transferázy, ktorý katalyzuje prenos skupín síranov a je zapojený do metabolizmu endogénnych zlúčenín (ako sú hormóny a neurotransmitery) a exogénne zlúčeniny (ako sú lieky a znečisťujúce látky v prostredí). Sulfotransferázy sa nachádzajú hlavne v cytoplazme a golgiho prístroji, ktoré sa podieľajú na síralácii substrátov malých molekúl (ako sú lieky, hormóny, neurotransmitery) a veľké molekuly (ako sú peptidy, proteíny, lipidy, glykozaminoglykány). Sulfotransferázy sa zistilo, že majú viac podtypov, najmä vrátane SULT1, SULT2 a SULT4. Dysfunkcia sulfotransferázy môže viesť k abnormálnemu metabolizmu liekov, rakovine, endokrinným poruchám a neurologickým poruchám.

4 metabolizmus sulfácie/sulfonácie

Sulfonačný metabolizmus (známy tiež ako sulfačný metabolizmus) hrá dôležitú úlohu pri likvidácii liekov in vivo a je dôležitým základom pre nový vývoj liekov a racionálne klinické užívanie liekov. Ľudská sulfotransferáza (známa tiež ako sulfatázy) má v tele širokú škálu substrátov, hlavne distribuovaných v orgánoch, ako je pečeň, tenké črevo, obličky a pľúca. Bežné ľudské sulty zahŕňajúSult1a1, Sult1a3, Sult1b1, Sult1c2aSult1c4 (Tabuľka 1). V prípade väčšiny substrátov metabolizmus sprostredkovaný sulfotransferázou často vykazuje typické charakteristiky inhibície substrátu; Nízke hladiny koncentrácie substrátu typicky indukujú expresiu enzýmov.

Tabuľka 1 Distribúcia a funkcia čiastočne sultovej nadrodiny v ľudskom tele

5 Kľúčové aplikácie sult vo vývoji liekov

5.1 Hodnotenie DDI in vitro na základe metabolizmu

Hodnotenie in vitro sult sprostredkovaného DDI sa vykonáva hlavne prostredníctvom selektívnych inhibítorov (ako je kvercetín, DCNP) alebo rekombinantných enzýmových systémov v ľudskej pečeňovej cytoplazme alebo bunkových modeloch exprimujúcich špecifické sultové podtypy. Experimentálny dizajn zvyčajne obsahuje:

Analýza metabolických fenotypov: Kvantifikujte rýchlosť generovania sulfovaných metabolitov pomocou LC - MS/MS a vypočítajte rýchlosť inhibície (hodnota IC50/KI).

Predikcia klinického rizika: Ak inhibítor významne znižuje produkciu metabolitu (miera inhibície> 50%), naznačuje, že môže interferovať k klírensu liekov v závislosti od metabolizmu sultu a je potrebná ďalšia validácia in vivo.

5.2 Štúdia metabolickej stability SULT

Pri vývoji liekov sa štúdia sultovej metabolickej stability vykonáva prostredníctvom inkubácie in vitro (hepatálna cytoplazma/APS) kombinovaná s LC - MS/MS analýzou s cieľom určiť rýchlosť síranov liečiva a generovanie metabolitov metabolitov, identifikovať príspevky kľúčového sult subtyp, vyhodnotiť riziká metabolického klírensu a riadiť štrukturálnu optimalizáciu.

5.3 Výskum metabolického substrátu

Metóda výskumu substrátu (metóda identifikácie metabolickej dráhy) sult sa môže priamo vzťahovať na návrh enzýmov CYP, ktorý najprv používa chemickú inhibíciu na skríning relevantných podtypov a potom ich overuje génovými rekombinázami a počíta ich relatívny príspevok.

Hlavným princípom a technickou cestou testu chemickej inhibície sultu je vyhodnotiť, či je materská metabolizmus alebo produkcia metabolitu inhibovaná modifikáciou selektívnych inhibítorov kvercetín a DCNP v systéme ľudskej hepatálnej cytoplazmy.

5.4 Výskum inhibície enzýmov

Sult je zapojený do metabolizmu viacerých endogénnych látok a liekov. Ak sa vyvíjajú lieky na inhibíciu aktivity sultu, pri zdieľaní liekov môžu nastať potenciálne bezpečnostné problémy. Hlavným princípom a technickou cestou testu inhibície enzýmov sultového enzýmu je použitie sultu čisto enzýmového systému na zistenie, či je produkcia metabolitového p - nitrofenolového sulfátu inhibovaná pridaním prieskumných liekov a substrátov sondy, ako je p - nitrofenol.

6 Záver

Sulfotransferáza (sult) hrá rozhodujúcu úlohu pri metabolizme liečiva, liekových interakciách (DDI) a hodnotení bezpečnosti. Metabolizmus sulfácie sprostredkovaný IT ovplyvňuje klírens, aktiváciu alebo toxicitu (ako je metabolizmus hormónových liekov a znečisťujúce látky v prostredí), zatiaľ čo štúdie inhibície enzýmov môžu predpovedať klinické riziko DDI. Kombináciou in vitro modelov (pečeňová cytoplazma, rekombinantné enzýmy) s technológiou LC - MS/MS je možné objasniť metabolické príspevky sultových podtypov (ako sú SULT1A1, SULT2A1), čo vedie optimalizáciu štruktúry liekov a personalizované lieky. V budúcnosti pokročilé modely, ako sú organoidy, ďalej zlepšia translačnú hodnotu výskumu sultu a poskytne presnejšie hodnotiace kritériá pre metabolickú stabilitu a bezpečnosť pri vývoji liekov.

Referencia

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L.L., & Zhou, S. F. (2008). Štruktúra, funkcia a polymorfizmus ľudských cytosolických sulfotransferáz. Súčasný metabolizmus liekov, 9(2), 99 - 105.