Mitglieder der Superfamilie der Cytochrome P450 (abgekürzt CYP) kommen in fast allen Lebewesen auf der Erde vor. Viele dieser Enzyme haben wichtige physiologische Funktionen im Metabolismus von Steroiden, Fettsäuren, Gallensäuren, Eicosaniden, Vitaminen und weiteren endogenen Substraten. CYP spielen eine herausragende Rolle im Metabolismus, d.h. in der Verstoffwechselung pharmazeutischer Wirkstoffe der Phase I. Gemäss Schätzungen sind die Enzyme an bis zu 75% aller metabolischen Reaktionen beteiligt. CYP tragen als prosthetische Gruppe ein Molekül Häm im Protein. Mit dem zentralen Eisenatom in Häm binden und aktivieren sie Sauerstoff und übertragen je ein Atom Sauerstoff auf das Substrat und in ein neu gebildetes Wassermolekül. Die Enzyme werden deshalb als Monooxygenasen bezeichnet. Sie katalysieren die folgende allgemeine Reaktion, wobei RH für das Substrat steht: R–H + O2 + NADPH + H+ → R–OH + H2O + NADP+ Diese Reaktion entspricht einer Hydroxylierung. Es entsteht ein Alkohol oder bei einer aromatischen Hydroxylierung ein Phenol. Die Superfamilie der Cytochrome P450 gliedert sich nach der Sequenzähnlichkeit in Familien, Unterfamilien und die einzelnen Enzyme (zur Nomenklatur siehe Nelson et al., 1996). Auf das Gensymbol CYP folgt eine Zahl für die Familie, ein Buchstabe für die Unterfamilie und eine Nummer für das einzelne Enzym. CYP3A4 gehört beispielsweise zur Familie 3, zur Unterfamilie A und ist das 4. Enzym dieser Unterfamilie. Am Metabolismus körperfremder Substanzen und Medikamente sind vor allem Mitglieder der Familien CYP1, CYP2 und CYP3 beteiligt. Die meisten Arzneimittel werden von CYP3A4 metabolisiert (ca. 50% aller Wirkstoffe, die über CYP biotransformiert werden), gefolgt von CYP2D6 (ca. 30%) und CYP2C9/19 (ca. 10%). CYP sind am endoplasmatischen Retikulum im Zellinnern, z.B. in den Hepatozyten, lokalisiert. Obwohl die meisten CYP vor allem in der Leber vorkommen, wurden einige auch in relevanten Konzentrationen in extrahepatischem Gewebe identifiziert, zum Beispiel in der Lunge und insbesondere auch im Darm (Ding & Kaminsky, 2003). Im Darm wird zum Beispiel CYP3A4, CYP2C und CYP1A1 gefunden (Zhang et al., 1999). Dabei ist CYP3A4 auch im Darm das quantitativ am wichtigsten vorkommende CYP. Die Enzyme sind im Darm mitverantwortlich für den intestinalen First-Pass Metabolismus und reduzieren die Bioverfügbarkeit ihrer Substrate. Substrate, Inhibitoren, Induktoren siehe unter David Flockharts CYP-Tabelle [Externer Link] Enzyminhibition Es sind zahlreiche Wirkstoffe bekannt, die metabolisierende Enzyme inhibieren können. Im Gegensatz zur Induktion handelt es sich hier meist um eine reversible, schneller einsetzende kompetitive Inhibition des Enzyms. Eine irreversible Inhibition ist aber auch möglich. Zu den potentesten reversiblen Inhibitoren von CYP3A4 gehören Azol-Antimykotika und HIV-Proteasehemmer. Nicht nur Medikamente, sondern auch andere zugeführte Substanzen beeinflussen die Enzyme in ihrer Aktivität, z.B. Nahrungsmittel (z.B. Grapefruitsaft), Rauchen oder Suchtmittel (z.B. Ethanol). Enzyminduktion Rifampicin, Barbiturate, Carbamazepin und Johanniskrautextrakte induzieren die Genexpression von CYP3A4 und führen zu einer stark erhöhten Enzymaktivität. Dies hat beispielsweise zur Folge, dass Ethinylestradiol, der Wirkstoff der „Pille“, verstärkt abgebaut wird und das Medikament seine Wirksamkeit verliert. Es können Blutungen auftreten und der kontrazeptive Schutz wird beeinträchtigt, was zu einer ungewollten Schwangerschaft führen kann. Der molekulare Mechanismus der Induktion beruht nicht auf einer direkten allosterischen Aktivierung des Enzyms, sondern auf einer verstärkten Genexpression. Der Induktor bindet z.B. an den nukleären Rezeptor PXR (Pregnan X Rezeptor; weitere nukleäre Rezeptoren sind beteiligt), der anschliessend mit den Retinoid X Rezeptor dimerisiert. Das Dimer fungiert als Transkriptionsfaktor für CYP3A4 und verstärkt dessen Expression. Der Effekt tritt nicht sofort ein: Die maximale Enzyminduktion wird erst nach 2-3 Wochen beobachtet und kann während 4 Wochen nach dem Absetzen des induzierenden Medikaments andauern.
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allgemeines Die folgende Tabelle stellt die Funktion der wichtigsten CYP-abhängigen Monooxydasen dar. Die Angaben stammen aus unterschiedlichen Quellen. Für die Richtigkeit kann keine Gewähr übernommen werden. 
Superfamilie Die Superfamilie der Cytochrome P450 gliedert sich nach der Sequenzähnlichkeit in Familien, Unterfamilien und einzelne Enzyme. Die Zahl nach CYP kennzeichnet die Familie. Der folgende Buchstabe steht für die Familie.
Familien CYP1, CYP2 CYP3 Metabolismus körperfremder Substanzen und Medikamente.
Tabelle CYP450-Enzyme haben eine große Bedeutung für Arzneimittel-Interaktionen: Inhibitoren vermindern die Entgiftung und erhöhen die Wirkung. Induktoren fördern den Abbau und vermindern so die Wirkdauer.
CYP abgebaute Stoffe InhibitorenInduktoren
CYP1A2 . Amitriptylin Coffein Clomipramin Clozapin Duloxetin Estradiol Fluvoxamin Haloperidol Imipramin Lidocain Mexiletin Naproxen Ondansetron Propranolol Riluzol Ropinirol Tacrin Theophyllin Verapamil r-Warfarin Zolmitriptan Grillfleisch Insulin Omeprazol Tabakrauch
CYP2C9 Amitriptylin Carvedilol Celecoxib Diclofenac Fluoxetin Fluvastatin Glipizid Ibuprofen Meloxicam Naproxen Phenytoin Rosiglitazon Piroxicam Sulfamethoxazol Tamoxifen Tolbutamid Torasemid s-Warfarin Amiodaron Fluconazol Fluvastatin Fluvoxamin Isoniazid Ketoconazol Lovastatin Metronidazol Phenylbutazon Probenecid Trimethoprim Zafirlukast Rifampicin
CYP2C19 Amitriptylin AT1-Blocker Citalopram Clomipramin Diazepam Imipramin Indometacin Lansoprazol Moclobemid Nelfinavir Omeprazol Pantoprazol Phenobarbital Primidon Propranolol Tolbutamid Warfarin

CYP2C19 loss-of-function Allele: 25% bei Weißen, 60% bei Asiaten
Aktiviert Clopidogrel		 Cimetidin Felbamat Fluoxetin Fluvoxamin Indometacin Omeprazol Paroxetin Probenecid Ticlopidin Topiramat Carbamazepin
CYP2D6 Ajmalin Amitriptylin Carvedilol Citalopram Clomipramin Clozapin Codein Dextromethorphan Desipramin Dihydrocodein Donepezil Flecainid Fluoxetin Fluvoxamin Haloperidol Imipramin Maprotilin Metoprolol Mexiletin Nebivolol Nortriptylin Olanzapin Ondansetron Paroxetin Propafenon Propranolol Risperidon Selegilin Sertralin Tamoxifen Thioridazin Tramadol Venlafaxin Amiodaron Antidepressiva, tcA Celecoxib Chinidin Cimetidin Cocain Delaviridin Fluoxetin Methadon Moclobemid Paroxetin Phenothiazine Ritonavir -
CYP3A4 Antidepressiva, Neuroleptika, Antiarrhythmika, Cox – Hemmer, Sunitinib Erythromycin, Clarithromycin, Grapefruitsaft u.a. Dexametason, Phenytoin u.a.
CYP3A4/5/7 Alprazolam, Lercanidipin Amitriptylin Lidocain Amlodipin Loratadin Amprenavir Losartan Astemizol Lovastatin Atorvastatin Methadon Bromocriptin Midazolam Buspiron Nelfinavir Calciumantagonisten Nifedipin Nisoldipin Clarithromycin Nitrendipin Chinidin Omeprazol Ciclosporin Ondansetron Clindamycin Paracetamol Clozapin Pimozid Cocain Progesteron Coffein Propafenon Cortisol Propranolol Delaviridin Ritonavir Dextromethorphan Salmeterol Diazepam Saquinavir Dihydroergotamin Sildenafil Diltiazem Simvastatin Disopyramid Sulfadiazin Docetaxel Tamoxifen Donepezil Tamsulosin Ergotamin Terazosin Erythromycin Terfenadin Estradiol Testosteron Ethosuximid Tacrolimus Ethinylestradiol Theophyllin Etoposid Trazodon Felodipin Triazolam Fentanyl Trimethoprim Fibrate Verapamil Finasterid Warfarin Glibenclamid Zolpidem Haloperidol Hydrocortison Indinavir Irinotecan Amiodaron Nelfinavir Aprepitant Norfloxacin Aripiprazol Norfluoxetin Cimetidin Ritonavir Chinidin Roxithromycin Ciprofloxacin Saquinavir Clarithrimycin Delaviridin Diltiazem Erythromycin Fluconazol Fluvoxamin Gestoden Grapefruitsaft Indinavir Itraconazol Ketoconazol Mifepriston Barbiturate Carbamazepin Efavirenz Glucocorticoide Johanniskraut Nevirapin Phenytoin Pioglitazon Rifampicin
CYP17 Cyp17-17a-Hydroxylase: Pregnenolon zu 17OH-Prenenolon, Cyp17-C17,20-Lyase: 17OH-Pregnenolon zu DHEA . .
CYP11B2 Aldosteron-Synthase

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