Untersuchungen zur Anwendbarkeit und Validität von In-vitro ...

I EINLEITUNG 15
akzeptor darstellt, können die Elektronen nicht gleichzeitig an das Häm des CYP-
Enzyms übertragen werden. Die Übertragung des zweiten Elektrons auf das CYP-
Enzym ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Oxygenierung und kann
auch über Cytochrom b5 erfolgen, 43 das ebenfalls an der Membran des
endoplasmatischen Retikulums gebunden ist. Diskutiert wird die Bildung eines
heterodimeren Komplexes zwischen Cytochrom b5 und den CYP-Enzymen, wodurch
zwei Elektronen gleichzeitig von der P450-Reduktase auf diesen Komplex
übertragen werden können. 44 Cytochrom b5 kann abhängig vom CYP-Isoenzym
einen stimulierenden Effekt auf die Oxygenierung ausüben 45 und wird bei einigen
heterolog exprimierten Isoenzymen neben der notwendigen NADPH-Cytochrom-
P450-Reduktase co-exprimiert, um eine Aktivitätssteigerung zu bewirken.
NADPH
NADP +
NADP +
2e -
2e -
P450-Reduktase (ox)
P450-Reduktase (red)
Cytochrom P450 (red)
Cytochrom P450 (ox)
Abb. 6 Mechanismus der Elektronenübertragung bei CYP-abhängigen Monooxygenasen. 46
2e -
2e -
R-H + O 2
R-OH + H 2 O
Während die CYP-Enzyme, die an der Biosynthese und Metabolisierung endogener
Verbindungen beteiligt sind, eine sehr hohe Substratspezifität aufweisen, besitzen
die für den Fremdstoffmetabolismus verantwortlichen Isoenzyme nur eine geringe
Substratspezifität. In vielen Fällen wird ein Arzneistoff durch mehrere Isoenzyme
unterschiedlich stark verstoffwechselt. Dennoch gibt es einige wenige Substanzen,
deren Metabolismus fast ausschließlich durch ein einzelnes Isoenzym erfolgt, so
dass die Reaktion absolut spezifisch für ein bestimmtes CYP-Enzym ist. Diese
Substratspezifität wird für das In-vivo-Phenotyping hinsichtlich der metabolischen
Kapazität eines Patienten ausgenutzt. Hierfür wird häufig ein Arzneistoff oder eine
Mischung aus Arzneistoffen verabreicht und anschließend z. B. im Blutplasma oder
im Urin der entsprechende Metabolit quantitativ bestimmt.
2e -
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