Citocromo P450

El citocromo P450 (abreviado CYP y P450) es una enorme y diversa superfamilia de hemoproteínas encontradas en bacterias, archaea y eucariotas.^[1] Las proteínas del citocromo P450 usan un amplio rango de compuestos exógenos y endógenos como sustratos de sus reacciones enzimáticas. Por lo general forman parte de cadenas de transferencia de electrones con multicomponentes, denominadas sistemas contenedoras de P450. La reacción más común catalizada por el citocromo P450 es una reacción monooxigenasa, es decir, la inserción de un átomo de oxígeno molecular (O₂) en un sustrato orgánico (RH) a la vez que el otro átomo de oxígeno es reducido a agua:

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Distribución

Las enzimas CYP han sido identificadas en todas los linajes de vida orgánica, incluyendo los mamíferos, aves, peces, insectos, gusanos, plantas, hongos, etc. Se conocen más de 7.700 secuencias de CYP (para septiembre de 2007).^[2]

Etimología

El nombre citocromo P450 proviene del hecho que estas son proteínas celulares ('cito) coloreadas (cromo), con un pigmento que absorbe luz a una longitud de onda de 450 nanómetros, justo donde el hierro del grupo hemo es reducido y forma complejos con el monóxido de carbono.

Nomenclatura

Los genes que codifican a las enzimas CYP, y las enzimas mismas, se designan con la abreviación CYP, seguida de un numeral que indica la familia del gen, luego una letra mayúscula que indica la subfamilia y otro número para el gen individual. Por convención se escribe el nombre en itálicas cuando la abreviación se refiere al gen. Por ejemplo, el CYP2E1 es el gen que codifica a la enzima CYP2E1—una de las enzimas asociadas con el metabolismo del paracetamol (acetaminofén). A pesar de que ésta es la nomenclatura preferida en la literatura, existen ciertas variaciones para algunos genes o enzimas que hace hincapié en la actividad catalítica y el nombre del compuesto que usa como sustrato. Algunos ejemplos incluyen al CYP5, tromboxano A₂ sintasa, abreviado TXAS (TromboXano A₂ Sintasa), y CYP51, lanosterol 14-α-demetilasa, abreviada LDM por razón de su sustato (Lanosterol) y su actividad (DeMetilación).^[3]

Las normativas de la nomenclatura actual sugiere que los miembros de las nuevas familias de CYP comparten >40% de su identidad en aminoácidos, mientras que los miembros de las subfamilias comparten >55% de identidad en aminoácidos. Un comité de nomenclatura es el organismo encargado de hacer seguimiento y asignar nuevos nombres.

Bioquímica

El sitio activo del citocromo P450 contiene un centro hierro asociado al grupo hemo. El hierro está enlazado a la proteína P450 por medio de un ligando de tiolato que proviene de un residuo de cisteína. Esa cisteína y otros resíduos circunvecinos (RXCXG) son altamente conservados entre los CYP conocidos,^[2] queriendo decir que existe poca variedad entre un CYP y otro en su sitio de unión con el hierro. Debido a la gran variedad de reacciones catalizadas por los CYP, sus actividades y propiedades varían entre un miembro y el otro en muchos aspectos. Las principales propiedades de una enzima P450 incluyen:

1. El estado en reposo de la proteína contiene un grupo Fe³⁺ (oxidado).
2. La unión de un sustrato inicia el transporte de electrones y los enlaces al oxígeno.
3. Los electrones son donados al CYP por otra proteína, bien sea un citocromo P450 reductasa, ferredoxina o citocromo b5, con el fin de reducir el hierro del hemo.
4. El oxígeno molecular se une con y es reducido por el hierro del hemo.
5. Un oxidante unido al hierro, oxida el sustrato bien sea a un alcohol o a un epóxido, regenerando es estado de reposo del CYP.

Referencias