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.2006;29(4):274-80.

酒精代谢对细胞的损伤作用：细胞色素P450 2E1酶产生活性氧的研究

丹尼斯·R·库普 1
附属公司

酒精代谢对细胞的损伤作用：细胞色素P450 2E1酶产生活性氧的研究

丹尼斯·R·库普. 酒精研究与健康. 2006.

摘要

酒精代谢的各种过程产生有害化合物，导致细胞和组织损伤。特别是，细胞色素P450 2E1（CYP2E1）酶在创造一种称为氧化应激的有害条件中发挥作用。这种情况与氧接受电子的能力以及这些化学反应产生的高活性有害副产物有关。CYP2E1在酒精代谢中使用氧气会产生活性氧，最终导致氧化应激和组织损伤。

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数字

图1
图1
氧在四个单电子步骤中的顺序还原。向氧中添加一个电子（即氧的一个电子还原）产生超氧物。如果超氧化物被另一个电子还原，就会产生双电子还原形式的氧，即过氧化物。这将接受两个氢来产生过氧化氢。过氧化氢可以接受另一个单电子，这通常是由于还原金属离子（例如还原铁或铜）的转移而发生的。当它接受这个电子时，过氧化氢被转化为羟基自由基（HO•)和氢氧化物阴离子（HO−)当与氢结合时，生成水。
图2
图2
乙烷代谢产生酒精和水。电子通过细胞色素P450还原酶从NADPH转移到细胞色素P4502E1（CYP2E1）。一)然后，CYP2E1通过向底物中添加一个氧原子来催化底物分子（乙烷）的氧化，生成乙醇；另一个原子被还原成水。B类)CYP2E1催化的酒精代谢产生一种不稳定的中间体（即gem-diol），该中间体将分解生成乙醛。
图3
图3
细胞色素P450 2E1（CYP2E1）产生活性氧。CYP2E1由蓝色椭圆形中的血红素铁表示。当CYP2E1利用氧气代谢酒精时，活性氧物种（ROS）可通过以下事件链产生：乙醇与酶结合（步骤1）。当第一个电子传递到CYP2E1的血红素并且氧被结合（步骤2）时，电子可以移动并存在于氧上，基本上生成与CYP2E2的血红素结合的超氧物（步骤3）。有时，超氧物会分解，释放出游离超氧物并生成起始酶。如果将第二个电子添加到酶中（步骤4），则会产生第二种形式的还原氧，这与双电子还原氧（即过氧化物）的血红素结合形式相同（步骤5）。当这个产品分解时，它会吸收两个氢生成过氧化氢。CYP2E1产生这些活性氧被称为“解偶联反应”，因为氧不会最终进入底物。如果还原的氧物种保持结合，那么酶将一个氧原子转移到底物上，另一个原子变成水，产生不稳定的中间体（即宝石二醇）产物，该产物分解为乙醛（步骤6）。
图4
图4
18例人肝样本细胞色素P450 2E1（CYP2E1）的变异性。每个肝脏样本都指定了一个代码。酶的水平与6-羟丙基氯唑酮的形成成正比。资料来源：Guengerich，2006年。
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    1. Nelson DR、Zeldin DC、Hoffman SM等。小鼠和人类基因组中细胞色素P450（CYP）基因的比较，包括基因、假基因和选择性剪接变体的命名建议。药物遗传学。2004;14:1–18.-公共医学
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