Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Цитохром Р450 17A1 , называемый также стероидные 17α-монооксигеназной , 17α-гидроксилазы , 17,20-лиазы , или 17,20-desmolase , является фермент из гидроксилазы типа , которые в организме человека кодируется CYP17A1 гена на хромосоме 10 . [5] Он экспрессируется во многих тканях и типах клеток, в том числе сетчатой и пучковой в коре надпочечников , а также половых тканей. [6] [7]Он обладает как 17α-гидроксилазной, так и 17,20-лиазной активностями и является ключевым ферментом в стероидогенном пути, который производит прогестины , минералокортикоиды , глюкокортикоиды , андрогены и эстрогены . Более конкретно, фермент действует на прегненолон и прогестерон, добавляя гидроксильную (-ОН) группу в положение углерода 17 (C17) стероидного кольца D (активность 17α-гидроксилазы, EC 1.14.14.19 ), или действует на 17α-гидроксипрогестерон. и 17α-гидроксипрегненолон для отделения боковой цепи от стероидного ядра (17,20- лиазаактивность, EC 1.14.14.32 ). [7]

Структура [ править ]

Джин [ править ]

Ген CYP17A1 находится на хромосоме 10 в полосе 10q24.3 и содержит 8 экзонов . [5] кДНК этого гена охватывает длину 1527 пар оснований . [8] Этот ген кодирует член суперсемейства ферментов цитохрома P450 . Белки цитохрома P450 обычно рассматриваются как монооксигеназы, которые катализируют многие реакции, участвующие в метаболизме лекарств и синтезе холестерина , стероидов и других липидов , включая замечательный разрыв углерод-углеродной связи, катализируемый этим ферментом.

Ген CYP17A1 может также содержать варианты, связанные с повышенным риском ишемической болезни сердца . [9] [ требуется неосновной источник ]

Белок [ править ]

CYP17A1 - это белок 57,4 кДа , принадлежащий к семейству цитохрома P450. [10] [11] Белок, кодируемый его кДНК, состоит из 508 аминокислотных остатков . Как фермент, CYP17A1 обладает активным центром, который связывается с простетической группой гема, чтобы катализировать биосинтетические реакции. [8] Основываясь на его известных структурах, будучи связанным с двумя стероидными ингибиторами, абиратероном и галетероном , CYP17A1 обладает каноническим уровнем цитохрома P450, который присутствует в других сложных ферментах P450, которые участвуют в стероидогенезе или холестерине.метаболизм, хотя он ориентирует стероидные лиганды в направлении спиралей F и G, перпендикулярных гемовой группе, а не листу β1. [12] [13]

Выражение [ править ]

Выражение из CYP17A1 было обнаружено во всех традиционных стероидогенных тканях , кроме плаценты , в том числе сетчатых и пучковой в коре надпочечников , что клетки Лейдиги этих семенников , в дуральные клетки этих яичников , и, совсем недавно, в luteinized granulosa в фолликулах яичников . [14] Помимо классической стероидогенной ткани, CYP17A1 также был обнаружен в сердце , почках ижировая ткань . [14] У плода CYP17A1 обнаружен в почках, тимусе и селезенке . [14]

Функция [ править ]

CYP17A1 является членом суперсемейства цитохрома P450 ферментов, локализованных в эндоплазматическом ретикулуме . Белки этого семейства представляют собой монооксигеназы, которые катализируют синтез холестерина , стероидов и других липидов и участвуют в метаболизме лекарств. [5] CYP17A1 обладает как 17α-гидроксилазной активностью ( EC 1.14.14.19 ), так и 17,20-лиазной активностью ( EC 1.14.14.32 ). 17α-гидроксилазная активность CYP17A1 необходима для образования глюкокортикоидов, таких как кортизол, но как гидроксилазная, так и 17,20-лиазная активности CYP17A1 необходимы для производства андрогенных иэстрогенные половые стероиды, превращая 17α-гидроксипрегненолон в дегидроэпиандростерон (ДГЭА) . [15] Мутации в этом гене связаны с изолированным дефицитом стероид-17α-гидроксилазы, дефицитом 17α-гидроксилазы / 17,20-лиазы, псевдогермафродитизмом и гиперплазией надпочечников . [5]

Кроме того, активность 17,20-лиазы зависит от цитохрома P450 оксидоредуктазы (POR), цитохрома b5 (CYB5) и фосфорилирования . [16] [17] [18] Цитохром b5 действует как посредник для 17,20 -лиазной активности CYP17A1 и может отдавать второй электрон некоторым P450. У людей для производства тестостерона с помощью прегненолона на 17-OHPreg и DHEA с помощью CYP17A1 требуется POR. [19] Белок CYP17A1 человека фосфорилируется по остаткам серина и треонина с помощью цАМФ-зависимой протеинкиназы . Фосфорилирование белка увеличивает активность 17,20-лиазы, а дефосфорилирование практически устраняет эту активность. [18]

Клиническое значение [ править ]

Мутации в этом гене связаны с редкими формами врожденной гиперплазии надпочечников , в частности с дефицитом 17α-гидроксилазы / дефицитом 17,20-лиазы и изолированным дефицитом 17,20-лиазы . [20]

У людей ген CYP17A1 в значительной степени связан с эндокринными эффектами и метаболизмом стероидных гормонов. [21] [22] [23] Кроме того, мутации в гене CYP17A1 связаны с редкими формами врожденной гиперплазии надпочечников , в частности с дефицитом 17α-гидроксилазы / дефицитом 17,20-лиазы и изолированным дефицитом 17,20-лиазы. В целом, CYP17A1 является важной мишенью для ингибирования при лечении рака простаты, поскольку он производит андроген, необходимый для роста опухолевых клеток. [24] [25]Снижение активности фермента CYP17A1 связано с бесплодием из-за гипогонадотропного гипогонадизма. У женщин задерживается фолликулогенез, а у мужчин - атрофия яичек с пролиферацией интерстициальных клеток и остановкой сперматогенеза. Хотя в основном ановуляторный, есть несколько сообщений о случаях, когда женщины с дефицитом 17α-гидроксилазы перенесли спонтанную менархе с циклическими менструациями. [26]

Клинический маркер [ править ]

Мультилокусное исследование генетического риска, основанное на комбинации 27 локусов, включая ген CYP17A1, выявило лиц с повышенным риском как эпизодов, так и рецидивов ИБС, а также усиление клинической пользы от терапии статинами. Исследование было основано на когортном исследовании сообщества (исследование Malmo Diet and Cancer) и четырех дополнительных рандомизированных контролируемых исследованиях когорт первичной профилактики (JUPITER и ASCOT) и когорт вторичной профилактики (CARE и PROVE IT-TIMI 22). [9]

Как мишень для наркотиков [ править ]

Ингибиторы CYP17A1 [ править ]

В настоящее время [ когда? ] FDA одобрило только один ингибитор CYP17A1, абиратерон, который содержит стероидный каркас, аналогичный эндогенным субстратам CYP17A1. Абиратерон структурно подобен субстратам других ферментов цитохрома P450, участвующих в стероидогенезе, и вмешательство может представлять опасность с точки зрения побочных эффектов. Ожидается, что использование нестероидных каркасов позволит создавать соединения, которые более избирательно взаимодействуют с CYP17A1. [25] Мощные ингибиторы фермента CYP17A1 обеспечивают последнюю линию защиты от эктопического андрогенеза при распространенном раке простаты. [27]

Препарат абиратерона ацетат , который используется для лечения резистентного к кастрации рака простаты , блокирует биосинтез андрогенов, ингибируя фермент CYP17A1. Ацетат абиратерона связывается в активном центре фермента [28] и координирует гемовое железо через свой пиридиновый азот, имитируя субстрат. [29]

С 2014 года галетерон проходит III фазу клинических испытаний для лечения резистентного к кастрации рака простаты . [30]

Кетоконазол - это более старый ингибитор CYP17A1, который сейчас мало используется. Однако кетоконазол конкурентно ингибирует CYP17A1, поэтому его эффективность будет зависеть от концентрации кетоконазола. Это контрастирует с ацетатом абиратерона , который навсегда (а не конкурентно) отключает CYP17A1, как только он с ним связывается.

Севитеронел (VT-464) представляет собой новый ингибитор CYP17A1, который предназначен для предотвращения одновременного применения глюкокортоидной терапии. [31] В 2010-х годах он прошел различные фазы клинических исследований и доклинических испытаний в качестве лекарства от рака простаты или рака груди. [32] [33] [34]

Стероидогенез [ править ]

Дополнительные изображения [ править ]

  • Прегненолон

  • 17α-гидроксипрегненолон

  • Прогестерон

  • 17α-гидроксипрогестерон

  • Нумерация стероидов

См. Также [ править ]

  • Стероидогенный фермент
  • Дефицит оксидоредуктазы цитохрома P450

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000148795 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000003555 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ a b c d "CYP17A1 цитохром P450 семейство 17, член 1 подсемейства A [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 27 сентября 2016 .
  6. ^ «BioGPS - ваша система генного портала» . biogps.org . Проверено 11 октября 2016 .
  7. ^ a b Boulpaep EL; Бор, WF (2005). Медицинская физиология: клеточный и молекулярный подход . Сент-Луис, Миссури: Elsevier Saunders. п. 1180. ISBN 1-4160-2328-3.
  8. ^ a b Vasaitis TS, Bruno RD, Njar VC (май 2011 г.). «Ингибиторы CYP17 для лечения рака простаты» . Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 125 (1–2): 23–31. DOI : 10.1016 / j.jsbmb.2010.11.005 . PMC 3047603 . PMID 21092758 .  
  9. ^ a b Mega JL, Stitziel NO, Smith JG, Chasman DI, Caulfield MJ, Devlin JJ, Nordio F, Hyde CL, Cannon CP, Sacks FM, Poulter NR, Sever PS, Ridker PM, Braunwald E, Melander O, Kathiresan S , Sabatine MS (июнь 2015 г.). «Генетический риск, события ишемической болезни сердца и клиническая польза от терапии статинами: анализ испытаний первичной и вторичной профилактики» . Ланцет . 385 (9984): 2264–71. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (14) 61730-X . PMC 4608367 . PMID 25748612 .  
  10. ^ «CYP17A1 - стероид 17-альфа-гидроксилаза / 17,20 лиаза - Homo sapiens (человек) - ген и белок CYP17A1» . www.uniprot.org . Проверено 11 октября 2016 .
  11. ^ Эстрада DF, Laurence JS, Скотт EE (февраль 2016). «Взаимодействие цитохрома P450 17A1 с FMN-доменом его редуктазы, как описано с помощью ЯМР» . Журнал биологической химии . 291 (8): 3990–4003. DOI : 10.1074 / jbc.M115.677294 . PMC 4759177 . PMID 26719338 .  
  12. ^ ДеВор Н.М., Скотт EE (февраль 2012). «Структуры цитохрома P450 17A1 с препаратами против рака простаты абиратероном и ТОК-001» . Природа . 482 (7383): 116–9. Bibcode : 2012Natur.482..116D . DOI : 10,1038 / природа10743 . PMC 3271139 . PMID 22266943 .  
  13. ^ Petrunak Е.М., ДеВор Н.М., Porubsky PR, Скотт EE (ноябрь 2014). «Структуры человеческого стероидогенного цитохрома P450 17A1 с субстратами» . Журнал биологической химии . 289 (47): 32952–64. DOI : 10.1074 / jbc.M114.610998 . PMC 4239641 . PMID 25301938 .  
  14. ^ a b c Сторбек К. Х., Сварт П., Африкандер Д., Конради Р., Лоу Р., Сварт А. С. (2011). «16α-гидроксипрогестерон: происхождение, биосинтез и рецепторное взаимодействие». Мол. Клетка. Эндокринол . 336 (1-2): 92–101. DOI : 10.1016 / j.mce.2010.11.016 . PMID 21095220 . S2CID 5503049 .  
  15. ^ ДеВор Н.М., Скотт EE (февраль 2012). «Структуры цитохрома P450 17A1 с препаратами против рака простаты абиратероном и ТОК-001» . Природа . 482 (7383): 116–9. Bibcode : 2012Natur.482..116D . DOI : 10,1038 / природа10743 . PMC 3271139 . PMID 22266943 .  
  16. ^ Udhane SS, Дик B, Ху Q, Hartmann RW, Пандей AV (сентябрь 2016). «Специфичность ингибиторов CYP17A1 против рака простаты на биосинтез андрогенов» . Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 477 (4): 1005–10. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2016.07.019 . PMID 27395338 . 
  17. ^ Пандей А. В., Миллер WL (апрель 2005). «Регулирование активности лиазы 17,20 цитохромом b5 и фосфорилированием серина P450c17» . Журнал биологической химии . 280 (14): 13265–71. DOI : 10.1074 / jbc.M414673200 . PMID 15687493 . 
  18. ^ a b Чжан Л. Х., Родригес Х, Оно С, Миллер У. Л. (ноябрь 1995 г.). «Фосфорилирование серина человеческого P450c17 увеличивает активность 17,20-лиазы: последствия для адренархе и синдрома поликистозных яичников» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (23): 10619–23. Bibcode : 1995PNAS ... 9210619Z . DOI : 10.1073 / pnas.92.23.10619 . PMC 40663 . PMID 7479852 .  
  19. ^ Фуками M Хомма K, Hasegawa T, Огата T (апрель 2013). «Бэкдор путь биосинтеза дигидротестостерона: значение для нормального и ненормального полового развития человека». Динамика развития . 242 (4): 320–9. DOI : 10.1002 / dvdy.23892 . PMID 23073980 . S2CID 44702659 .  
  20. ^ «Ген Entrez: цитохром P450 CYP17A1, семейство 17, подсемейство A, полипептид 1» .
  21. ^ Ма YN, Цао CY, Ван QW, Gui WJ, Zhu GN (октябрь 2016). «Влияние азоциклотина на транскрипцию генов и стероидный метаболом оси гипоталамус-гипофиз-гонады, и их последствия для воспроизводства у рыбок данио (Danio rerio)». Водная токсикология . 179 : 55–64. DOI : 10.1016 / j.aquatox.2016.08.006 . PMID 27571716 . 
  22. ^ Лежандра А, Элие С, Ramambason С, Manens л, Souidi М, Фромен Р, К Tack (август 2016). «Эндокринные эффекты пожизненного воздействия низких доз обедненного урана на функции яичек у взрослых крыс» . Токсикология . 368–369: 58–68. DOI : 10.1016 / j.tox.2016.08.014 . PMID 27544493 . 
  23. ^ Ядав R, Petrunak Е.М., Эстрада DF, Скотт EE (август 2016). «Структурные представления о функции стероидогенного цитохрома P450 17A1» . Молекулярная и клеточная эндокринология . 441 : 68–75. DOI : 10.1016 / j.mce.2016.08.035 . PMC 5235955 . PMID 27566228 .  
  24. ^ Костин В.А., Золотцев В.А., Кузиков А.В., Масамрех Р.А., Шумянцева В.В., Веселовский А.В., Стулов С.В., Новиков Р.А., Тимофеев В.П., Мишарин А.Ю. (ноябрь 2016 г.). «Оксазолинильные производные [17 (20) E] -21-норпрегнена, различающиеся структурой колец A и B. Легкий синтез и ингибирование каталитической активности CYP17A1». Стероиды . 115 : 114–122. DOI : 10.1016 / j.steroids.2016.06.002 . PMID 27505042 . S2CID 205256638 .  
  25. ^ a b Bonomo S, Hansen CH, Petrunak EM, Scott EE, Styrishave B, Jørgensen FS, Olsen L (01.01.2016). «Перспективные инструменты в исследовании рака простаты: селективные нестероидные ингибиторы цитохрома P450 17A1» . Научные отчеты . 6 : 29468. Bibcode : 2016NatSR ... 629468B . DOI : 10.1038 / srep29468 . PMC 4942611 . PMID 27406023 .  
  26. ^ Acién Р, М Acién (ноябрь 2020). «Нарушения полового развития: классификация, обзор и влияние на фертильность» . Журнал клинической медицины . 9 (11): 3555. DOI : 10,3390 / jcm9113555 . PMC 7694247 . PMID 33158283 .  
  27. ^ Bordeau Б.М., Ciulla Д.А., Каллахан BP (сентябрь 2016). «Белки Hedgehog потребляют стероидные антагонисты CYP17A1: потенциальное терапевтическое значение при запущенном раке простаты» . ChemMedChem . 11 (18): 1983–6. DOI : 10.1002 / cmdc.201600238 . PMC 5588864 . PMID 27435344 .  
  28. ^ Фернандес-Кансио, Моника; Каматс, Нурия; Flück, Christa E .; Залевски, Адам; Дик, Бернхард; Frey, Brigitte M .; Монне, Ракель; Торан, Нурия; Ауди, Лаура (2018-04-29). «Механизм двойной активности человеческого CYP17A1 и связывания с абиратероном против рака предстательной железы, выявленный новой мутацией V366M, вызывающей дефицит лиазы 17,20» . Фармацевтика . 11 (2): 37. DOI : 10,3390 / ph11020037 . PMC 6027421 . PMID 29710837 .  
  29. ^ PDB : 3рук ; Девор Н.М., Скотт Е.Э. (февраль 2012 г.) «Структуры цитохрома P450 17A1 с препаратами против рака простаты абиратероном и ТОК-001» . Природа . 482 (7383): 116–9. Bibcode : 2012Natur.482..116D . DOI : 10,1038 / природа10743 . PMC 3271139 . PMID 22266943 .  
  30. ^ «Реформулированный галетерон Tokai Pharmaceuticals демонстрирует устойчивое снижение уровня ПСА у пациентов с прогрессирующим раком простаты» (пресс-релиз). Tokai Pharmaceuticals. 29 января 2014 г.
  31. Bird IM, Abbott DH (октябрь 2016 г.). «Охота на селективный ингибитор лиазы 17,20; уроки природы» . Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 163 : 136–46. DOI : 10.1016 / j.jsbmb.2016.04.021 . PMC 5046225 . PMID 27154414 .  VT464 - еще одно недавно разработанное соединение, которое, как предполагается, действует как селективный ингибитор лиазы, и более полные данные доступны в открытом доступе, чтобы поддержать это утверждение. Обзор опубликованных предварительных данных показывает, что IC50 для активности лиазы CYP17 человека в десять раз ниже, чем для гидроксилазы 15, и у нечеловеческих приматов VT464 был способен подавлять циркулирующий тестостерон так же эффективно, как абиратерон, но с минимально сниженным уровнем кортизола (оставаясь на уровне 82% по сравнению с контролем. до 9% с абератероном) и без сопутствующего увеличения содержания прегненолона, прогестерона и минералокортикоидов, которое в противном случае наблюдалось с абиратероном. Как и галатерон, VT464 также используется в клинических испытаниях без одновременного приема преднизона. Вместе с явным отсутствием подавления циркулирующего кортизола у нечеловеческих приматов,Эти данные свидетельствуют о том, что VT464 действительно может быть селективным ингибитором 17,20 лиазы.
  32. ^ Шарма VR, Шарма DK, Navnit M, Анил KS, Батра N (2010). «Новые и потенциальные методы лечения рака груди: новости для онкологов». Рак груди . 2 . DOI : 10,2147 / ECTTS71781 (неактивный 2021-01-12).CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
  33. Madan RA, Schmidt KT, Karzai F, Peer CJ, Cordes LM, Chau CH, Steinberg SM, Owens H, Eisner J, Moore WR, Dahut WL, Gulley JL, Figg WD ​​(август 2020 г.). «Фаза 2 исследования севитеронела (INO-464) у пациентов с метастатическим устойчивым к кастрации раком простаты после лечения энзалутамидом». Клинический рак мочеполовой системы . 18 (4): 258–267.e1. DOI : 10.1016 / j.clgc.2019.11.002 . PMC  7415516. PMID 32327394 . 
  34. ^ Peer CJ, Schmidt KT, Kindrick JD, Eisner JR, Brown VV, Baskin-Bey E, Madan R, Figg WD ​​(октябрь 2019 г.). «Популяционный фармакокинетический анализ перорального ингибитора лиазы CYP17 и андрогенных рецепторов севитеронела у пациентов с прогрессирующим / метастатическим устойчивым к кастрации раком простаты или раком груди». Химиотерапия и фармакология рака . 84 (4): 759–770. DOI : 10.1007 / s00280-019-03908-0 . PMID 31367790 . S2CID 199056344 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Миура К., Ясуда К., Янасэ Т., Ямакита Н., Сасано Х., Навата Х., Иноуэ М., Фукая Т., Шизута Ю. (октябрь 1996 г.). «Мутация гена цитохрома P-45017 альфа (CYP17) у японского пациента, о котором ранее сообщалось о гиперальдостеронизме, чувствительном к глюкокортикоидам: с обзором японских пациентов с мутациями CYP17» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 81 (10): 3797–801. DOI : 10,1210 / jcem.81.10.8855840 . PMID  8855840 .
  • Миллер WL, Геллер DH, Auchus RJ (1999). «Молекулярные основы изолированного дефицита 17,20 лиазы». Эндокринные исследования . 24 (3–4): 817–25. DOI : 10.3109 / 07435809809032692 . PMID  9888582 .
  • Штраус Дж. Ф. (ноябрь 2003 г.). «Некоторые новые мысли о патофизиологии и генетике синдрома поликистозных яичников». Летопись Нью-Йоркской академии наук . 997 (1): 42–8. Bibcode : 2003NYASA.997 ... 42S . DOI : 10.1196 / annals.1290.005 . PMID  14644808 . S2CID  23559461 .
  • Хайдер С.М., Патель Дж. С., Пуджари С. С., Нейдл С. (июль 2010 г.). «Молекулярное моделирование комплексов ингибиторов и динамики активных центров цитохрома P450 C17, мишени для терапии рака простаты». Журнал молекулярной биологии . 400 (5): 1078–98. DOI : 10.1016 / j.jmb.2010.05.069 . PMID  20595043 .

Внешние ссылки [ править ]

  • CYP17A1 + белок, + человек в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • Расположение генома человека CYP17A1 и страница сведений о гене CYP17A1 в браузере генома UCSC .