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药物在肝微粒体酶的体外代谢研究 色谱小组：汤明海 2016.04.28 药物研发过程中可能会遇到的问题 • 在进行新药 （包括中药）研发的历程中，您可能会面临和解决这样的问题: • 1. 新药前体是否被肝脏药物代谢酶系统代谢，造成口服生物利用度低下？ （即体外代谢稳定性评价,In vitro metabolic stability study ） • 2. 如果新药前体被肝脏显著代谢，是何种酶系参与该新药前体的代谢？ （即 体外代谢表型的鉴定, In vitro metabolic phenotype identification ） • 3. 如新药前体被肝脏显著代谢，其代谢产物是什么，其毒性或药效如何？ （即体外代谢产物的鉴定, In vitro metabolite identification ） • 4. 新药前体是否能抑制或诱导肝脏药物代谢酶系，进而影响其它药物的药效 和安全？ （即体外抑制评价和诱导评价, In vitro inhibition or induction study ） • 5. 新药前体在何种动物代谢特征与人相似，进而为临床前研究的动物选择提 供依据？ （即体外人和动物代谢特征研究, In vitro metabolism profiling in animals and humans ） P450酶 • 肝微粒体酶中最主要的是细胞色素P450(Cytochrome P450)氧化酶， 简称P450酶，酶蛋白中所含血红素与一氧化碳 （CO ）的结合体P450- CO在450 nm处有特征性强吸收峰而得名。它存在于肝细胞内质网中， 是一个酶系统。可催化数百种药物的氧化过程。 P450酶氧化药物的过程 • 复合：药物首先与氧化型细胞色素P450 Fe3+结合成复合物。 • 还原：P450 Fe3+-药物接受还原辅酶Ⅱ提供的电子，由辅酶Ⅱ细胞色素 C还原酶传递，还原成P-450 Fe2+药物。 • 接受一分子氧：P450 Fe2+药物中的低铁血红素能与分子氧结合。 • 再接受电子还原：O —P—Fe2+—药物再接受两个电子，由NADPH提供 2 或由还原辅酶Ⅰ供给，NADH-细胞色素b 还原酶传递，激活分子氧成 5 两个离子氧。 • 氧化：一个离子氧使药物氧化，另一个与氢结合成水。同时，P450- Fe2+失去一个电子，而氧化再生成P450- Fe3+ 。因此可被反复利用用而 起催化作用。 药物与P450酶的关系 • 酶的底物 （substrates ）：由P450酶代谢 • 酶的抑制剂 （inhibitors ）：药酶活性减弱，使其他药物或 本身代谢减慢,占代谢性相互作用的70% • 酶的诱导剂 （inducers ）：药酶活性增强，使其他药物或 本身代谢加速，占代谢性相互作用的23% 主要的P450酶 • 涉及药物代谢的CYP主要为CYP1、CYP2 、CYP3 3个家族中7种重要 的亚型：CYP1A2 、CYP2B6 、 CYP2C9 、 CYP2C19 、CPY2D6 、 CYP2E 1和CYP3A4 常见P450抑制剂和诱导剂 代谢稳定性评价 • 代谢稳定性考察的是化合物被代谢的难易程度和体外清除率的大小， 常用体外代谢半衰期 （T1/2 ）和固有清除率 （CLint ）表示。一般通过定 量测定目标化合物在酶孵育体系中的清除情况来计算。 孵育系统 • 每个孵育体系总体积为200