Sulfotransferase(SULT) para sa DDI Research, Metabolic Stability, at Enzyme Inhibition

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 IPHASE Gumagawa

2 Enzymatic Research sa Drug Development

Sa pagpapaunlad ng droga, ang pag-aaral ng metabolic phenotypes at enzyme inhibition ng metabolic enzymes tulad ng CYP450, UGT, SULT, atbp. ay napakahalaga. Gumagamit ang metabolic phenotype research ng mga in vitro na modelo na sinamahan ng LC-MS/MS na teknolohiya upang matukoy ang mga pangunahing metabolic pathway, pangunahing metabolic enzymes, at ang kanilang mga kinetic na parameter (gaya ng Km/Vmax) ng mga gamot, at suriin ang epekto ng gene polymorphism sa personalized na gamot. Ang pananaliksik sa pagsugpo sa enzyme ay nakatuon sa mga epekto ng pagbabawal ng mga gamot o compound sa mga metabolic enzymes (tulad ng nababaligtad/hindi maibabalik na pagsugpo), pagsukat ng mga halaga ng IC50/Ki upang mahulaandrug-drug interaction (DDI)panganib. Ang mga pag-aaral na ito ay nagbibigay ng siyentipikong batayan para sa pag-optimize ng disenyo ng gamot, pagsusuri sa kaligtasan (tulad ng pagtukoy sa mga nakakalason na metabolite), at paggabay sa tumpak na gamot. Ang pangunahing hamon ay nakasalalay sa pag-convert ng in vitro sa in vivo na data at ang pagiging sensitibo ng pagtuklas ng mga mababang metabolite ng kasaganaan. Sa hinaharap, ang mga advanced na modelo tulad ng mga organoid ay maaaring gamitin upang higit pang mapahusay ang pagiging maaasahan ng pananaliksik.

3 Sulfotransferase (SULT)

Sulfotransferase (SULT)ay isang uri ng transferase na nagpapagana sa paglilipat ng mga pangkat ng sulfate at kasangkot sa metabolismo ng mga endogenous compound (tulad ng mga hormone at neurotransmitters) at mga exogenous compound (tulad ng mga gamot at mga pollutant sa kapaligiran). Ang mga sulfotransferases ay pangunahing matatagpuan sa cytoplasm at Golgi apparatus, na kasangkot sa sulfation ng maliliit na substrate ng molekula (tulad ng mga gamot, hormone, neurotransmitter) at malalaking molekula (tulad ng mga peptides, protina, lipid, glycosaminoglycans). Ang mga sulfotransferases ay natukoy na mayroong maraming mga subtype, pangunahin kasama ang SULT1, SULT2, at SULT4. Ang disfunction ng sulfotransferase ay maaaring humantong sa abnormal na metabolismo ng gamot, kanser, endocrine disorder, at neurological disorder.

4 Sulfation/Sulfation Metabolism

Ang sulfonation metabolism (kilala rin bilang sulfation metabolism) ay gumaganap ng mahalagang papel sa in vivo na pagtatapon ng mga gamot at ito ay isang mahalagang pundasyon para sa bagong pag-unlad ng gamot at makatuwirang klinikal na paggamit ng droga. Ang human sulfotransferase (kilala rin bilang sulfatase) ay may malawak na hanay ng mga substrate sa katawan, na pangunahing ipinamamahagi sa mga organo gaya ng atay, maliit na bituka, bato, at baga. Kasama sa mga karaniwang SULT ng taoSULT1A1, SULT1A3, SULT1B1, SULT1C2, atSULT1C4 (talahanayan 1). Para sa karamihan ng mga substrate, ang sulfotransferase mediated metabolism ay madalas na nagpapakita ng mga tipikal na katangian ng pagsugpo sa substrate; Ang mababang antas ng konsentrasyon ng substrate ay karaniwang nag-uudyok sa pagpapahayag ng enzyme.

Talahanayan 1 Ang pamamahagi at paggana ng bahagyang SULT superfamily sa katawan ng tao

5 Pangunahing Aplikasyon ng SULT sa Pagpapaunlad ng Droga

5.1 In Vitro Evaluation ng DDI Batay sa Metabolismo

Ang in vitro evaluation ng SULT mediated DDI ay pangunahing isinasagawa sa pamamagitan ng mga selective inhibitors (tulad ng quercetin, DCNP) o recombinant enzyme system sa human hepatic cytoplasm o mga modelo ng cell na nagpapahayag ng mga partikular na SULT subtypes. Karaniwang kasama sa eksperimental na disenyo ang:

Pagsusuri ng metabolic phenotype: I-quantify ang rate ng sulfated metabolite generation sa pamamagitan ng LC-MS/MS at kalkulahin ang inhibition rate (IC50/Ki value).

Paghula sa panganib sa klinika: Kung ang inhibitor ay makabuluhang binabawasan ang produksyon ng metabolite (rate ng pagsugpo> 50%), iminumungkahi nito na maaaring makagambala ito sa clearance ng mga gamot na nakadepende sa metabolismo ng SULT, at kailangan ang karagdagang in vivo validation.

5.2 Pag-aaral ng SULT Metabolic Stability

Sa pagpapaunlad ng gamot, ang pag-aaral ng SULT metabolic stability ay isinasagawa sa pamamagitan ng in vitro incubation (hepatic cytoplasm/APS) na sinamahan ng LC-MS/MS analysis para matukoy ang drug sulfation rate at metabolite generation, kilalanin ang mga pangunahing SULT subtype na kontribusyon, suriin ang metabolic clearance na mga panganib, at gabayan ang structural optimization.

5.3 Metabolic Substrate Research

Ang substrate research method (metabolic pathway identification method) ng SULT ay maaaring direktang sumangguni sa disenyo ng CYP enzymes, na unang gumagamit ng chemical inhibition upang i-screen para sa mga nauugnay na subtype, at pagkatapos ay i-verify ang mga ito gamit ang gene recombinases at kinakalkula ang kanilang kamag-anak na kontribusyon.

Ang pangunahing prinsipyo at teknikal na ruta ng pagsubok sa pagsugpo ng kemikal ng SULT ay upang suriin kung ang metabolismo ng ina o produksyon ng metabolite ay hinahadlangan sa pamamagitan ng pagbabago ng mga pumipili na inhibitor na Quercetin at DCNP ng SULT sa sistema ng hepatic cytoplasm ng tao.

5.4 Enzyme Inhibition Research

Ang SULT ay kasangkot sa metabolismo ng maraming mga endogenous na sangkap at gamot. Kung ang mga gamot ay binuo upang pigilan ang aktibidad ng SULT, maaaring may mga potensyal na isyu sa kaligtasan kapag nagbabahagi ng mga gamot. Ang pangunahing prinsipyo at teknikal na ruta ng SULT enzyme inhibition assay ay ang paggamit ng SULT pure enzyme system upang makita kung ang produksyon ng metabolite p-nitrophenol sulfate ay napipigilan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga gamot na pang-imbestiga at probe substrate tulad ng p-nitrophenol.

6 Konklusyon

Ang Sulfotransferase (SULT) ay gumaganap ng kritikal na papel sa metabolismo ng droga, drug-drug interaction (DDI), at pagtatasa ng kaligtasan. Ang metabolismo ng sulfation na pinapamagitan nito ay nakakaapekto sa clearance ng gamot, pag-activate, o toxicity (tulad ng metabolismo ng mga gamot sa hormone at mga pollutant sa kapaligiran), habang ang mga pag-aaral sa pagsugpo ng enzyme ay maaaring mahulaan ang klinikal na panganib ng DDI. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga in vitro na modelo (liver cytoplasm, recombinant enzymes) sa LC-MS/MS na teknolohiya, ang mga metabolic na kontribusyon ng SULT subtypes (gaya ng SULT1A1, SULT2A1) ay maaaring linawin, na gumagabay sa pag-optimize ng istraktura ng gamot at naka-personalize na gamot. Sa hinaharap, ang mga advanced na modelo tulad ng mga organoid ay higit na magpapahusay sa halaga ng pagsasalin ng SULT na pananaliksik, na nagbibigay ng mas tumpak na pamantayan sa pagsusuri para sa metabolic stability at kaligtasan sa pagbuo ng gamot.

Sanggunian

Li, Y., Lindsay, J., Wang, L. L., & Zhou, S. F. (2008). Istraktura, pag-andar at polymorphism ng mga cytosolic sulfotransferases ng tao. Kasalukuyang metabolismo ng gamot, 9(2), 99-105.