диссимиляция синтез
ксенобиотик продукты окисления, коньюгаты
(преконьюга- восстановления и/или (реакции
ционные гидролиза коньюгации)
реакции)
Окислительные, восстановительные и гидролитические процессы относятся к преконъюгационным, а реакции синтеза – к конъюгационным. Общая тенденция: превращение экзогенного вещества в более полярную форму и далее связывание образовавшегося производного с высокополярным фрагментом. Широко в ж.о. представлены ферменты и ферментативные системы. Они катализируют процессы гидролиза, окисления, восстановления ксенобиотиков и синтез метаболитов. Наиболее активная система в метаболических превращениях – микросомные ферменты. Реакции, которые участвуют в путях биотрансформации чужеродных соединений делят на 4 класса: 1)реакции окисления; 2)реакции восстановления; 3) реакции гидролиза; 4)реакции конъюгации.
Все биохимические реакции носят ферментативный характер, т.е клетки обходятся без высокой температуры и давления благодаря деятельности биологических катализаторов (ферментов) способных ускорять реакции в миллионы раз в обычных условиях.
Ферменты – это белковые молекулы, выполняющие биологические, каталитические функции.
Специфичность – это свойство ферментов, определяющее биологическую значимость этих молекул.
Выделяют субстратную и каталитическую специфичности, определяемые строением активного центра. Среди субстратной специфичности определяют:
1)абсолютную
2)групповую
3)стереоспецифичность
В клетках высших организмов наиболее активной системой в метаболических превращениях посторонних соединений являются микросомные фракции. Ферменты соединяются в мембранную систему, называемую гладким эндоплазматическим ретикулумом (ЭР).
Среди ферментов, катализирующих окисление ксенобиотиков, особое место принадлежит микросомным монооксигеназам. Оксигеназы катализируют наибольшее число биохимических превращений ксенобиотиков, связанных с внедрением в их молекулу активированного кислорода.
Оксигеназа (монооксигеназа) – это фермент, катализирующий реакцию элементарного кислорода с субстратом: RH + НАДФН + Н+ + О2 → ROH + НАДФ+ + Н2О.
НАДФ-Н (никотинамидадениндинуклеотидфосфат, восстановленная форма) действует как донор водорода.
В качестве основного компонента монооксигеназные системы (активный центр) содержат терминальную оксидазу – цитохром Р-450, относящийся к гемопротеидам. Основная функция цитохрома Р-450 в организме – обезвреживание эндогенных субстратов в результате монооксигеназной реакции. Различают микросомальную, митохондриальную и бактериальную монооксигеназные системы цитохрома Р-450.
Процесс восстановления ароматических нитросоединений до соответствующих аминов, катализируется нитроредуктазами, локализованными в микросомальной и растворимой фракциях клетки. Нитроредуктазы малоспецифичны к субстратам и восстанавливают нитрогруппы практически всех ароматических нитросоединений. Ароматические нитросоединения восстанавливаются также ферментами слизистой оболочки кишечника и его микрофлорой.
Сложные чужеродные вещества могут гидролизоваться рядом гидролитических ферментов (гидролаз), находящихся в печени и плазме крови. В зависимости от субстратной специфичности ферменты, катализирующие данные процессы, относятся к различным группам.
Среди гидролитических ферментов, участвующих в метаболизме ксенобиотиков, особое место занимают Р-глюкуронидаза и сульфатаза. Первая катализирует расщепление эфирных и сложноэфирных связей глюкуронидов и в незначительной степени – эфирных связей серной кислоты. Фермент обнаружен в микросомах и лизосомах печени, почках, селезенке, пищеварительном тракте и половых железах животных. Сульфатаза, гидролизирующая эфирсульфат, находится в микросомах печени человека и животных.
Реакции конъюгации катализируются ферментами трансферазами, переносящими заместитель в другое соединение.
