El sistema citocromo P450 y el metabolismo de xenobióticos

Abstract

Los organismos están constantemente expuestos a una gran variedad de xenobióticos. Las enzimas citocromo P450 participan en la fase I del metabolismo de xenobióticos, incluyendo los fármacos, y en funciones biosintéticas endógenas por reacciones de oxidación, reducción e hidrólisis. En el hombre se estima que pueden metabolizar hasta dos tercios de las drogas y la mayor parte de estas reacciones ocurre en el hígado. Estas enzimas se encuentran en todos los reinos biológicos. Actualmente se conocen más de 18 000 genes citocromo P450 organizados en familias y subfamilias según el porcentaje de identidad de secuencia de sus aminoácidos, y este número aumenta cada año con el hallazgo de nuevas secuencias del genoma. Ellas son una superfamilia de hemoproteínas monooxidasas del sistema oxidasa de función mixta localizadas en las membranas del retículo endoplasmático liso y mitocondrial interna. La diversidad de reacciones que cataliza y su amplia especificidad de sustrato lo destacan como uno de los catalizadores más diversos y versátiles conocidos y juega un papel crítico en la bioquímica, farmacología y toxicología. Se realizó una búsqueda por palabras clave en las bases de datos Pubmed y Medscape en los últimos diez años. También se consultaron sitios de Internet relacionados con investigaciones del citocromo P450 como bases de datos. Esta revisión es una actualización sobre aspectos generales del citocromo P450 y comprende una breve historia de la investigación del citocromo P450, su sistema de nomenclatura estándar; y describe su multiplicidad, la distribución a nivel de órgano y localización subcelular, estructura y función. The organisms are constantly exposed to a wide array of xenobiotics. Cytochrome P450 enzymes are involved in the phase I of xenobiotic metabolism, including pharmaceuticals, and in endogenous biosynthetic functions through oxidation, reduction reactions and hydrolysis. It is estimated that cytochrome P450 can metabolize up to two-thirds of drugs present in humans and that the bulk of these reactions occur in the liver. These enzymes are found in all biological domains. More than 18 000 cytochrome P450 genes are currently known and arranged into families and subfamilies on the basis of amino acid sequence identity percentage, and this number increases each year as new genome sequences are reported. They are a superfamily of monooxidase hemoproteins in the oxidase system with mixed functions and found on the membranes of the smooth endoplasmic reticulum and in the inner mitochondrial membrane. The diversity of reactions that catalyzes and its extensive substrate specificity turn it into one of the most diverse and versatile catalysts ever known and plays a critical role in biochemistry, pharmacology and toxicology. A keyword search was performed in Pubmed and Medscape databases in the last ten years. Websites related to cytochrome P450 research as databases were also consulted. This updated review covered general aspects of cytochrome P450, a brief history of the research on this enzyme and its standard nomenclature system, and also described its multiplicity, its distribution in body organs and its sub-cellular location, structure and function.