Ⅱ相代谢酶与药物相互作用

Ⅱ相代谢是指药物或Ⅰ相代谢产物与内源性小分子发生的结合反应。反应的类型有葡醛酸化、硫酸化、甲基化、乙酰化、氨基酸结合、谷胱甘肽结合、脂肪酸结合等类型。参与反应的酶主要包括尿苷－5’－二磷酸葡糖醛酸转移酶(Uridine－5’－Diphosphate Glucuronosytransferase，UGTs)、硫酸转移酶(Sulfotransferase，SULT)、甲基转移酶、乙酰基转移酶、谷胱甘肽－S－转移酶等，Ⅱ相代谢所介导的结合反应中以葡醛酸结合反应最为普遍，很多底物均可以发生这一类型的反应，所生成的产物一般水溶性增大，易于从体内排出，但经过甲酰化和乙酰化后的反应产物水溶性反而降低。

15.2.3.1　Ⅱ相代谢的反应类型

葡萄糖醛酸结合反应:参与反应的酶为UGTs，最常用的糖原是尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(Uridine Diphosphate Glucuronic Acid，UDPGA)。在UGTs作用下，UGPDA与醇、酚、羟胺、磺酰胺和硫醇等反应，分别生成O－、N－、S－、C－葡醛酸苷。如:

硫酸化反应:硫酸化反应是指3’－磷腺苷－5’－磷酸硫酸盐(3’－Phosphoadeno sine－5’－Phosphosulfate，PAPS)在SULT催化下发生的代谢反应。一般来说，经过硫酸化后的代谢产物活性下降，肾排泄加快;但有时代谢产物活性也增高。如:

甲基化反应:甲基化反应中主要包括N、O、S的甲基化。一般来说一些内源性化合物如儿茶酚类、含巯基或氮原子的化合物以及一些结构与内源性物质相似的外源性化合物如木犀草素、槲皮素等在甲基转移酶催化下，以S－腺苷甲硫氨酸为甲基供体所发生的反应。如:

谷胱甘肽结合反应:在谷胱甘肽－S－转移酶作用下，还原型谷胱甘肽与环氧化物等结合，生成水溶性结合物的过程。如依他尼酸所进行的结合反应:

此外，常见的反应类型还有在乙酰基转移酶作用下，芳伯胺类药物或肼类药物以乙酰辅酶A为能量生成酰胺类化合物的乙酰化反应等。

15.2.3.2　Ⅱ相代谢酶特性与药物相互作用

尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UGTs)是体内许多内源性和外源性物质在体内进行Ⅱ相生物转化的重要酶。UGTs广泛分布于机体的各种组织如肾脏、脑、肠道、皮肤、胸腺和心脏中，其中肝脏分布最多。哺乳动物的UGTs超基因家族由117个同工酶组成。根据氨基酸序列的不同，UGT可以分为UGT1、UGT2、UGT3、UGT8 4个亚族，UGT1中同工酶的氨基酸同源性很高，而UGT2、UGT3、UGT8则在羧基末端序列有很高的相似性，被认为是葡醛酸的结合位点。在这些同工酶中，UGT1家族与外源性物质代谢密切相关，主要代谢酚类物质和胆红素的代谢;UGT2家族主要参与了类固醇、胆汁酸、脂肪酸和苯并芘等致癌物的代谢。UGT1家族主要成员有UGT1A1、UGT1A2、UGT1A3、UGT1A4、UGT1A6、UGT1A9、UGT1A10等;UGT2家族主要成员UGT2B1、UGT2B4、UGT2B7、UGT2B8、UGT2B10、UGT2B11、UGT2B15、UGT2B17、UGT2B28等。人类UGT3家族近些年才发现，包括UGT3A1、UGT3A2两个成员，它的催化、生理功能及组织分布还有待于进一步研究。人类UGT8家族仅包括1个基因，UGT8编码的蛋白为神经酰胺半乳糖转移酶。UGTs具有以下一些特点:UGTs分布有明显的组织特异性，如UGT1A主要在肝、肠内表达，UGT2B主要在肝内表达;UGTs表达具有明显的个体差异，不同肝微粒体中UGTs活性相差6～15倍、肠微粒体可相差10～100倍，提示我们在研究中要慎重选择相应的组织来开展试验;UGTs含量随年龄变化而变化，刚出生时最低，青春期直线增长，成年至平稳，老年下降，如灰婴综合征患者由于肝内缺乏UGT酶导致氯霉素的Ⅱ相结合和排出受阻，从而引起相关临床症状;UGTs有自己最适合的底物，如UGT1A1最适底物为SN38(伊立替康代谢物)、丁丙诺啡、炔雌醇、霉酚酸等，UGT1A3最适底物为炔雌醇、槲皮素、木犀草素、山柰酚、双氯芬酸等，UGT1A4最适底物为丙咪嗪、阿米替林、三氟拉嗪、奥氮平、拉莫三嗪、他莫昔芬等，UGT1A6最适底物为对乙酰氨基酚和萘普生，UGT1A8最适底物为霉酚酸、异丙酚和雷诺昔芬等，UGT1A10最适底物为霉酚酸，UGT2B7最适底物为吗啡、可待因、纳洛酮、丁丙诺啡、丙戊酸、劳拉西泮、萘普生、酮洛芬、齐多夫定和双氯芬酸等，UGT2B15最适底物为S－奥沙西泮和劳拉西泮等。从上述底物特异性中可以看出UGTs既存在底物水平的竞争又存在底物重叠的特性。

UGTs可以被诱导，参与诱导UGTs的核受体主要包括孕烷X受体(PXR)、组成型雄甾烷受体(CAR)、过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)，此外还有肝X受体(LXR)、hFXR、肝细胞核因子、芳烃受体等也参与UGTs的诱导。PXR是一种特殊的核受体，可被孕烷衍生物、利福平、胆汁酸和贯叶金丝桃素等激活产生对UGT1A的诱导作用，UGT2B不受PXR的影响。CAR主要在肝脏中表达，当细胞接触苯巴比妥类药物后，即启动CAR对UGT的诱导作用，提高肝脏中与胆红素代谢有关的基因表达。PPARs主要包括PPAR－α、PPAR－β和PPAR－γ三种亚型，PPAR－α在肝脏、肌肉、肾脏和心脏高表达，PPAR－γ在脂肪组织中高表达，UGT1A9是两种亚型的靶基因，当PPAR－α和PPAR－γ激活后，UGT1A9的活性就增强。UGT1A1常见的诱导剂有利福平、苯妥英钠，抑制剂为丙磺舒和丙戊酸钠;UGT1A3诱导剂为苯巴比妥，抑制剂为氟康唑;UGT1A4诱导剂为卡马西平，抑制剂为雷尼替丁;UGT1A6诱导剂为口服避孕药，抑制剂为双氯芬酸。

在体内药物相互作用研究中，需要关注到UGT1A的基因多态性。人类的UGT1A基因位于2号染色体长臂3区7带，全长200个kb，UGT1A酶蛋白羧基端是由246个氨基酸组成的保守序列，酶蛋白的氨基端是由285个氨基酸残基组成的底物结合部位，决定了UGT1A的底物特异性。UGT1A1有两个突变位点，G71R突变使得UGT1A1活性下降70%，是新生儿高胆红素血症的高危因素;TATA盒的突变使得UGT1A1活性下降66%，可能与SN38在机体内的代谢有关;UGT1A1的基因多态性影响到β－雌二醇代谢，是乳腺癌的高危因素。UGT1A6基因的突变发生在T181A和R184S两个位点上，命名为UGT1A6 3*2，突变型的代谢能力是野生型的27%～75%，表明UGT1A6的基因多态性与药物反应和毒副反应密切相关。UGT1A7、UGT1A8、UGT1A9和UGT1A10均发现有一定的基因多态性，可能对香豆素类药(1A7)、霉酚酸(1A8、1A9)等药物的代谢产生一定的影响。

谷胱甘肽－S－转移酶(Glutathione S－transferases，GST)。GST先后在胞浆和微粒体中发现，目前共有α、μ、π、θ和δ5种，分别以A、M、P、T和Z来表示。GST的表达具有组织特异性，人源和鼠源性的GST在肝脏、肾脏、心脏、肺部、小肠、胰腺、脾脏、大脑、前列腺及骨骼肌中均有不同程度的分布。异硫氰酸丙烯酯、奥替普拉、硫糖苷水解物、苯巴比妥等可以升高GSTA的水平;GST1P1与乳腺癌耐药有关，体外研究表明依他尼酸、双硫仑具有GST的抑制作用但缺乏酶选择性，目前只有依他尼酸用于临床上乳腺癌抗肿瘤药的增敏作用。临床上，依他尼酸、白消安、环磷酰胺、米托蒽醌、多柔比星、对乙酰氨基酚、硝酸甘油和磺溴酞钠等均为GSTs的常见底物。

硫酸转移酶(SULT)和甲基转移酶(MT)。SULTs和MTs在多个方面具有相同的属性，主要表现为:均为胞浆酶;催化活性均依赖于ATP与供体的结合体，如SULT的供体为PAPS，MT供体为SAM(S－腺苷蛋氨酸);供体的代谢物均为酶的抑制剂;两种酶均参与外源性和内源性物质的代谢;SULT转化产物水溶性强，MT转化产物水溶性低。关于SULTs和MTs的基因多态性、酶的诱导和抑制研究正在逐渐开展中，目前已知雌二醇作为底物，催化SULT1A1、SULT1E1和SULT2A1，对乙酰氨基酚作为底物催化SULT1A1和SULT1A3，米诺地尔催化SULT1A1、SULT1A3、SULT1E1和SULT2A1等。临床上对于这两种酶所产生的药物相互作用研究得较少，有待于进一步的探索。