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Lexikon der Biologie: Cytochrom-P450-System

Cytochrom-P450-System, Zytochrom-P450-System, cytochrom-abhängige Enzymfamilie, deren reduzierter Komplex mit Kohlenmonoxid ein Absorptionsmaximum bei 450 nm aufweist. Die Cytochrome des Systems fungieren als terminale Oxidasen in Monooxygenase-Systemen (Hydroxylasen). Das System enthält Cytochrom-P450-Reductase (ein Flavoprotein), Cytochrom-P450-Phospholipid und möglicherweise Nicht-Häm-Eisen. Die Quelle der Reduktionskraft ist für das System, das über die Cytochrom-P450-Reductase operiert, letztendlich das NADPH ( vgl. Abb. ). Prokaryotische Cytochrom-P450-Systeme sind löslich, während eukaryotische membrangebunden innerhalb des endoplasmatischen Reticulums (z. B. in der Leber) oder in der inneren Mitochondrienmembran vorliegen. Das Enzymsystem ist an der Synthese verschiedener endogener Moleküle beteiligt, in den Mitochondrien der Nebennierenrinde von Säugetieren z. B. an den Hydroxylierungen im Verlauf der Biosynthese der Corticosteroide, in den Mitochondrien steroider Gewebe, wie Nieren, Placenta und Gehirn, an der Spaltung der Cholesterinseitenkette (Cholesterin). Die Säugetierleber enthält eine Superfamilie an Cytochrom-P450 mit überlappenden Substratspezifitäten, die für die oxidative Umwandlung von verschiedenen endogenen Metaboliten (z. B. Biosynthese der Gallensäuren) und von Xenobiotika, vor allem lipophilen Chemikalien, in polarere Verbindungen verantwortlich sind ( vgl. Tab. ). Polare Verbindungen werden leichter ausgeschieden als unpolare, und zwar entweder allein oder in weiteren Schritten konjugiert mit Sulfat oder Glucuronat. Bei Pflanzen dagegen werden die Endprodukte der durch das Cytochrom-P450-System katalysierten Reaktionen in den Vakuolen oder Zellwänden (Zellwand) abgelagert. Bei Tieren spielt das Cytochrom-P450-System eine entscheidende Rolle bei der Eliminierung schädlicher nichtbiologischer Verbindungen, z. B. von Arzneimitteln und Umwelt-Schadstoffen (Biotransformation, Entgiftung). Es ist außerdem am Fettsäurestoffwechsel (Fettsäuren), an der Biosynthese der Prostaglandine, der 1,25-Dihydroxyvitamin-D3-Biosynthese und vielen anderen endogenen Prozessen beteiligt. Durch den oxidativen Angriff bei den Ab- und Umbauprozessen können gelegentlich Verbindungen mit größerer Toxizität oder sehr hoher Reaktivität entstehen, die mit der DNA interagieren und damit als Mutagene und Carcinogene (cancerogen) wirken (z. B. Bildung eines carcinogenen Derivats aus Benzpyren). Chromosomenkarte ( Chromosomenkarte I
Chromosomenkarte II
Chromosomenkarte III
Chromosomenkarte IV
), freie Radikale.

Lit.: Omura, T., Ishimura, Y., Fujil-Kuriyama, Y. (Hrsg.): Cytochrome P 450. Weinheim 21993. Schenkman, J.B., Greim, H. (ed.): Handbook of Experimental Pharmacology. Vol. 105: Cytochrome P450. Berlin 1993.




Cytochrom-P450-System

Wirkungsmechanismus von Cytochrom-P450-Systemen: Elektronenübertragung auf Sauerstoff und Substrat über Cytochrom-P450-Reductase und Cytochrom P450.

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