多種多様なシトクロムP450基質であるクマリン152を用いた研究で明らかになったヒトミクロソーム薬物代謝の無添加性

Nonadditivity in Human Microsomal Drug Metabolism Revealed in a Study with Coumarin 152, a Polyspecific Cytochrome P450 Substrate.

• Bikash Dangi
• Nadezhda Y Davydova
• Nikita E Vavilov
• Victor G Zgoda
• Dmitri R Davydov

抄録

我々は、複数のP450種によって代謝される基質である7-ジメチルアミノ-4-トリフルオロメチルクマリン(Coumarin 152, C152)を詳細に解析し、チトクロームP450アンサンブルにおける機能統合の研究のための新しいフッ素原性プローブを確立した。また、C152の代謝は、cDNAを発現する酵素を含むマイクロソームを用いて、個々のP450種によるC152の代謝を特徴づけた。ヒト肝ミクロソーム（HLM）中のC152の代謝を、11種類のP450種を定量した調製物を用いて調べた。C152は、ターンオーバーが減少する順にCYP2B6、CYP3A4、CYP3A5、CYP2C19、CYP1A2、CYP2C9、CYP2C8によって代謝される。また、CYP3A4、CYP2B6、CYP2C19の参加率はそれぞれ84、8、0.2%であることが推測された。我々は、HLMにおける薬物代謝の研究のためにC152を徹底的に特徴づけるとともに、個々のP450種の関与がその含有量から予測できない例を提供することにより、比例投影法の限界を示した。

We closely characterized 7-Dimethylamino-4-trifluromethylcoumarin (Coumarin 152, C152), a substrate metabolized by multiple P450 species, to establish a new fluorogenic probe for the studies of functional integration in the cytochrome P450 ensemble,Scanning fluorescence spectroscopy and LC/MS-MS were used to characterize the products of N-demethylation of C152 and optimize their fluorometric detection. The metabolism of C152 by the individual P450 species was characterized using the microsomes containing cDNA-expressed enzymes. C152 metabolism in human liver microsomes (HLM) was studied in a preparation with quantified content of eleven P450 speciesC152 is metabolized by CYP2B6, CYP3A4, CYP3A5, CYP2C19, CYP1A2, CYP2C9, and CYP2C8 listed in the order of decreasing turnover. The affinities exhibited by CYP3A4, CYP2C9, and CYP2C8 were lower than those characteristic to the other enzymes.The presumption of additivity suggests the participation of CYP3A4, CYP2B6, and CYP2C19 to be 84, 8, and 0.2%, respectively. Contrary to this prediction, inhibitory analysis identified CYP2C19 as the principal C152-metabolizing enzyme.We thoroughly characterize C152 for the studies of drug metabolism in HLM and demonstrate the limitations of the proportional projection approach by providing an example, where the involvement of individual P450 species cannot be predicted from their content.