Son proteínas de una superfamilia que contienen hemo como cofactor y, por lo tanto, son hemoproteínas.
Usan una variedad de moléculas pequeñas y grandes como sustratos en reacciones enzimáticas.
Son, en general, las enzimas oxidasa terminales en las cadenas de transferencia de electrones, ampliamente categorizadas como sistemas que contienen P450. El término «P450» se deriva del pico espectrofotométrico en la longitud de onda de la máxima absorción de la enzima (450 nm) cuando está en estado reducido y complejado con monóxido de carbono.
Función
Las enzimas producidas a partir de los genes del citocromo P450 están involucradas en la formación (síntesis) y descomposición (metabolismo) de varias moléculas y productos químicos dentro de las células.
Las enzimas del citocromo P450 desempeñan un papel en la síntesis de muchas moléculas, incluidas las hormonas esteroides, ciertas grasas (colesterol y otros ácidos grasos) y los ácidos utilizados para digerir las grasas (ácidos biliares).
Las enzimas adicionales del citocromo P450 metabolizan sustancias externas, como los medicamentos que se ingieren, y las sustancias internas, como las toxinas que se forman dentro de las células. Hay aproximadamente 60 genes del citocromo P450 en humanos.
Las enzimas del citocromo P450 se encuentran principalmente en las células del hígado, pero también se encuentran en las células de todo el cuerpo.
Dentro de las células, las enzimas del citocromo P450 se encuentran en una estructura implicada en el procesamiento y transporte de proteínas (retículo endoplasmático) y los centros de células productoras de energía (mitocondrias).
Las enzimas que se encuentran en las mitocondrias generalmente están involucradas en la síntesis y el metabolismo de sustancias internas, mientras que las enzimas en el retículo endoplásmico generalmente metabolizan sustancias externas, principalmente medicamentos y contaminantes ambientales.
Las variaciones comunes (polimorfismos) en los genes del citocromo P450 pueden afectar la función de las enzimas. Los efectos de los polimorfismos se observan principalmente en la descomposición de los medicamentos. Dependiendo del gen y el polimorfismo, los medicamentos pueden metabolizarse rápida o lentamente.
Si una enzima del citocromo P450 metaboliza un medicamento lentamente, el fármaco permanece activo por más tiempo y se necesita menos para obtener el efecto deseado.
Un medicamento que se metaboliza rápidamente se descompone antes y se necesita una dosis más alta para ser efectivo. Las enzimas del citocromo P450 representan del 70 al 80% de las enzimas involucradas en el metabolismo de los medicamentos.
Cada gen del citocromo P450 se denomina con CYP, lo que indica que es parte de la familia de genes del citocromo P450.
El gen también recibe un número asociado con un grupo específico dentro de la familia de genes, una letra que representa la subfamilia del gen y un número asignado al gen específico dentro de la subfamilia. Por ejemplo, el gen del citocromo P450 que está en el grupo 27, subfamilia A, gen 1 se escribe como CYP27A1.
Las enfermedades causadas por mutaciones en los genes del citocromo P450 generalmente implican la acumulación de sustancias en el cuerpo que son dañinas en grandes cantidades o que impiden la producción de otras moléculas necesarias.
Ejemplos de genes en esta familia de genes: CYP1B1, CYP2C9, CYP2C19, CYP4V2, CYP11B1, CYP11B2, CYP17A1, CYP19A1, CYP21A2, CYP27B1.
La eliminación de compuestos extraños (xenobióticos) como las drogas y las toxinas del cuerpo es un proceso esencial diseñado para proteger contra la posible toxicidad de los alimentos que comemos.
La comida descompuesta en el estómago es absorbida por el intestino delgado y luego se transporta directamente al hígado a través de la vena porta. Esto le permite al hígado tiempo para desintoxicar compuestos antes de que se distribuyan a través del sistema circulatorio.
En el hígado, hay dos tipos principales de metabolismo que se ocupan de los xenobióticos, y un tercero que se ocupa de su transporte.
Fases
El metabolismo de la Fase I produce pequeños cambios químicos que hacen que un compuesto sea más hidrófilo, por lo que puede ser eliminado de manera efectiva por los riñones.
Estas reacciones generalmente implican añadir o desenmascarar un grupo hidroxilo, o algún otro grupo hidrofílico tal como un grupo amina o sulfhidrilo, y generalmente implican mecanismos de hidrólisis, oxidación o reducción. Las enzimas del citocromo P450 son responsables de la mayoría de las reacciones de fase I.
El metabolismo de fase II tiene lugar si la fase I es insuficiente para eliminar un compuesto de la circulación, o si la fase I genera un metabolito reactivo. Estas reacciones generalmente implican agregar un gran grupo polar (reacción de conjugación), como glucurónido, para aumentar aún más la solubilidad del compuesto.
A menudo, los grupos funcionales generados en las reacciones de fase I son necesarios para la unión de los grupos polares de fase II (aunque en algunos casos las reacciones de fase II pueden ocurrir por sí mismas).
Las enzimas transferasas son responsables de la mayoría de las reacciones de fase II, por ejemplo, uridina difosfoglucuronosil transferasa (UDT), N-acetil transferasa (NAT), glutatión S-transferasa (GST) y sulfotransferasa (ST).
La fase III involucra transportadores de drogas, que influyen en el efecto, absorción, distribución y eliminación de un medicamento.
Los transportadores de drogas mueven las drogas a través de las barreras celulares, y como tales pueden dirigirse a los sitios de acumulación. Se encuentran en las células epiteliales y endoteliales del hígado, el tracto gastrointestinal, el riñón, la barrera hematoencefálica y otros órganos.
