Vliv cytochromu b5 na enzymovou kinetiku hydroxylace Sudanu I lidským cytochromem P450 1A1

Abstract

Cytochromes P450 are the major xenobiotics converting enzymes. They are classified as mixed function monooxygenases (MFO). Isoform 1A1 is a extrahepatic form found mainly in the lung and other tissues. It is strongly induced by polycyclic aromatic hydrocarbons and their derivatives via the Ah receptor. As a marker reaction for this enzyme can be used hydroxylation of Sudan I, which has previously been widely used as a azo dye in industry, but since 1980s it is banned for coloring food and cosmetics for its negative influence on the organism. NADPH:cytochrome P450 reductase is the major electron donor for cytochrome P450 catalyzed monooxygenation reactions. Another electron carrier for cytochrome P450 catalyzed reactions is cytochrome b5. It was shown that cytochrome b5 can stimulate, inhibit or have no effect on P450 catalyzed reactions. This thesis aims to evaluate the influence of the ration between NADPH:cytochrome P450 reductase and cytochrome b5 on cytochrome P450 1A1 catalyzed Sudan I hydroxylation. The main goal is to characterize the influence of electron donor and electron transfer ratios on hydroxylation of Sudan I, and to determine the kinetic parameters KM and VMAX for selected protein ratios. Partial aims of the thesis were to characterize the recombinant proteins used in this study...

Cytochromy P450 jsou jedny z hlavních enzymů přeměňujících xenobiotika. Jsou řazeny mezi monooxygenasy se smíšenou funkcí (MFO). Isoforma 1A1 je extrahepatální forma nacházející se hlavně v plicích, minoritně i v jiných orgánech. Je výrazně indukována polycyklickými aromatickými uhlovodíky a jejich deriváty prostřednictvím Ah receptoru. Jako markerové reakce pro tento enzym lze využít hydroxylace Sudanu I, který se dříve hojně používal jako barvivo v průmyslu. V 80. letech byl prokázán jeho negativní vliv na organismus. NADPH:cytochrom P450 reduktasa je hlavním donorem elektronů pro monooxygenační reakce katalyzované cytochromy P450. Dalším přenašečem elektronů pro reakce katalyzované cytochromy P450 je pak cytochrom b5. Jak již bylo dokázáno, vzájemný poměr reduktasy a cytochromu b5 může mít vliv na přeměnu řady xenobiotik tedy i na hydroxylaci Sudanu I. Tato práce se zabývá vlivem vzájemných poměrů NADPH:cytochrom P450 reduktasy a cytochromu b5 vůči cytochromu P450 1A1 na hydroxylaci Sudanu I. Hlavním úkolem tedy je charakterizovat vliv poměrů elektronového donoru a elektronového přenašeče na hydroxylaci Sudanu I, konkrétně určit kinetické parametry KM a VMAX pro vybrané poměry proteinů. Dílčími úkoly práce pak bylo charakterizovat využívané proteiny a případně je purifikovat, optimalizovat...