Hodgson capítulo 7 traduzido

Prévia do material em texto

CAPÍTULO 7
Metabolismo de substâncias tóxicas
Randy L. ROSE e Ernest HODGSON
7.1 INTRODUÇÃO
Uma das mais importantes determinantes de persistência xenobióticos no organismo e subsequente toxicidade 
para o organismo, é a extensão em que eles podem ser metabolizada e excretada. Várias famílias de enzimas 
metabólicas, muitas vezes com matrizes gama de substrato cidade fi específico, estão envolvidos no 
metabolismo de xenobióticos. Algumas das famílias mais importantes de enzimas envolvidas no metabolismo 
xenobiótico incluem os monooxigenases do citocromo P450 (CYP), FL avin contendo monooxigenases (QOM), 
álcool e aldeído desidrogenases, amina oxidases, ciclooxigenases, redutases, hidrolases, e uma variedade de 
conjugar enzimas tais como glucuronidases, sulfotransferases, metiltransferases, transferases de glutationa, 
transferases e acetilo.
Mais metabolismo xenobiótico ocorre no fígado, um órgão dedicado para a síntese de muitas proteínas importantes 
biologicamente funcionais e, portanto, com a capacidade para mediar a transformações químicas de xenobióticos. A 
maioria dos xenobióticos que entram no corpo são lipofílicos, uma propriedade que lhes permite ligar-se a membranas 
lipídicas e ser transportado por lipoproteínas no sangue. Após a entrada no fígado, bem como em outros órgãos, 
xenobióticos podem ser submetidos a uma ou duas fases do metabolismo. Na fase I de um grupo reactivo polar é 
introduzida na molécula tornando-a um substrato adequado para as enzimas de fase II. As enzimas normalmente 
envolvidas no metabolismo de fase I incluem os CYP, QOM, e hidrolases, tal como será discutido mais tarde. A seguir à 
adição de um grupo polar, enzimas de conjugação tipicamente adicionar muito mais volumosos substituintes, tais como 
açúcares, sulfatos, ou aminoácidos que resultam em uma substancialmente maior solubilidade em água do xenobiótico, 
tornando-a facilmente excretado. Embora este processo é geralmente uma sequência de desintoxicação, os 
intermediários reactivos podem ser formados, que são muito mais tóxico do que o composto progenitor. É, no entanto, 
geralmente uma sequência que aumenta a solubilidade em água e, consequentemente, diminui a meia vida biológica ( t 0,5)geralmente uma sequência que aumenta a solubilidade em água e, consequentemente, diminui a meia vida biológica ( t 0,5)geralmente uma sequência que aumenta a solubilidade em água e, consequentemente, diminui a meia vida biológica ( t 0,5)
do xenobióticos in vivo.
Fase I monooxygenations são mais susceptíveis para formar intermediários reactivos do que o metabolismo de 
fase II, porque os produtos são geralmente potentes electrófilos capazes de reagir com substituintes nucleoflicos 
no macromoléculas, a menos que Detoxi fi cou por alguma reacção subsequente. Na discussão a seguir, 
exemplos de reacções, tanto de desintoxicação e intoxicação são dadas, embora maior ênfase em produtos de 
activação é fornecida no Capítulo 8.
A Textbook of Modern Toxicologia, Third Edition, editada por Ernest Hodgson ISBN 0-471-26508-X A Textbook of Modern Toxicologia, Third Edition, editada por Ernest Hodgson ISBN 0-471-26508-X 
Direitos de autor • 2004 John Wiley & Sons, Inc.Direitos de autor • 2004 John Wiley & Sons, Inc.Direitos de autor • 2004 John Wiley & Sons, Inc.
111
112 Metabolismo de substâncias tóxicas
7,2 FASE I REACÇÕES
As reações de Fase I incluem monooxygenations microssomais, citosólica e oxidações mitocondriais, 
co-oxidação na reacção de prostaglandina sintetase, redução, hidrólise, e hidratação epóxido. Todas estas 
reacções, com a excepção das reduções, introduzir grupos polares para a molécula que, na maioria dos casos, 
pode ser conjugado durante o metabolismo de fase II. A maior fase de reacções I encontram-se resumidos na 
Tabela 7.1.
7.2.1 O retículo endoplasmático, microssomal Preparação, e Monooxygenations
Monooxygenation de xenobióticos são catalisadas tanto pelo citocromo P450 (CYP) sistema 
monooxigenase dependente ou por fl monooxigenases contendo avin (FMO).
Tabela 7.1 Resumo de algumas oxidativo e redutivas reações importantes de xenobióticos
Enzimas e Reações Exemplos
citocromo P450
Epoxidação / hidroxilação Aldrina, o benzo (a) pireno, um atoxin fl, bromobenzeno
N-, O-, S- desalquilação N-, O-, S- desalquilação Etilmorfina, atrazina, p nitroanisole,Etilmorfina, atrazina, p nitroanisole,Etilmorfina, atrazina, p nitroanisole,
metilmercaptana
N-, S-, P - Oxidação N-, S-, P - Oxidação -tiobenzamida, clorpromazina,
2-acetilamino fl uorene
desulfuration Paration, carbono disul fi de
desalogena�o tetracloreto de carbono, clorofórmio
redução nitro nitrobenzeno
redução azo O- AminoazotoluenoO- Aminoazotolueno
Flavina contendo mono-oxigenase
N-, S-, P - Oxidação N-, S-, P - Oxidação Nicotina, imiprimine, tiouréia, methimazole
desulfuration Fonofos
Prostaglandina cooxidation sintetase
desidrogenação Acetaminofeno, benzidina, epinefrina
N- desalquilação N- desalquilação Benzofetamina, dimetilanilina
Epoxidação / hidroxilação Benzo (a) pireno, 2-amino fl uorene, fenilbutazona
Oxidação FANFT, ANFT, bilirrubina
hidroxilases molibdênio
Oxidação Purinas, pteridina, metotrexato, 6-deoxycyclovir
reduções nitrocompostos aromáticas, corantes azo, nitrosaminas
álcool desidrogenase
Oxidação Metanol, etanol, glicóis, éteres de glicol
Redução Aldeídos e cetonas
aldeído desidrogenase
Oxidação Os aldeídos resultantes de álcool e glicol
oxidações
Esterases e amidases
Hidrólise Paratião, paraoxon, dimetoato
epóxido hidrolase
Hidrólise benzo ( a) pireno epóxido, óxido de estirenobenzo ( a) pireno epóxido, óxido de estirenobenzo ( a) pireno epóxido, óxido de estireno
FASE I REAÇÕES 113
Ambos estão localizados no retículo endoplasmático da célula e têm sido estudados em diversos tecidos e organismos. 
Isto é particularmente verdadeiro de CYP, provavelmente a mais estudada de todas as enzimas.
Os microssomas são derivados a partir do retículo endoplasmático, como um resultado da 
homogeneização do tecido e são isolados por centrifugação da fracção sobrenadante 
postmitochondrial, descrito abaixo. O retículo endoplasmático é uma rede de anastomose de 
membranas de lipoproteínas que se estendem a partir da membrana plasmática para o núcleo e 
mitochrondria, enquanto que a fracção microssomal derivada dela consiste em vesículas 
membranosas contaminados com ribossomas livres, grânulos de glicogénio, e fragmentos de outras 
estruturas subcelulares, tais como as mitocôndrias e Aparelho de Golgi. O retículo endoplasmático, 
e, consequentemente, os microssomas derivados a partir dele, é constituído por dois tipos, áspero e 
liso, o primeiro tendo uma membrana exterior cravejado com ribossomas, que este último falta 
caracteristicamente.
A preparação das fracções microssomais, S9, e fracções citosólicas a partir de homogenatos de tecido envolve 
a utilização de dois a três passos de centrifugação. Após a extracção do tecido, picagem cuidadosa, e lavagens de 
tecido para a remoção do sangue, os tecidos são tipicamente homogeneizado em tampão e centrifugado a 10.000 × tecido para a remoção do sangue, os tecidos são tipicamente homogeneizado em tampão e centrifugado a 10.000 × 
g durante 20 minutos. O sobrenadante resultante, muitas vezes referido como a fracção S9, pode ser utilizado em 
estudos onde ambos microssomal e enzimas citosólicas são desejados. Mais frequentemente, no entanto, a fração 
S9 é centrifugado a 100.000 × g durante 60 minutos para produzir um pelete microssómico e um sobrenadante S9 é centrifugado a 100.000 × g durante 60 minutos para produzir um pelete microssómico e um sobrenadante S9 é centrifugado a 100.000 × g durante 60 minutos para produzir um pelete microssómico e um sobrenadante 
citosólico. O sedimento é tipicamente ressuspensasnum volume de tampão, o que vai dar 20 a 50 mg de proteína / 
ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e ml e armazenado a - 20 a - 70 ◦ C. Muitas vezes, o sedimento microssomal foi ressuspenso uma segunda vez e 
resedimented a 100000 × g durante 60 minutos, para remover mais contaminantes hemoglobina e outras resedimented a 100000 × g durante 60 minutos, para remover mais contaminantes hemoglobina e outras resedimented a 100000 × g durante 60 minutos, para remover mais contaminantes hemoglobina e outras 
proteínas. Como descrito acima, as enzimas dentro da fracção microssomal (ou microssomas) incluem CYP, QOM, 
ciclo-oxigenases, e outras enzimas ligadas membrana, incluindo coenzimas necessários, tais como 
NADPH-citocromo P450 redutase para CYP. Enzimas encontradas na fracção citosólica (derivado a partir do 
sobrenadante da primeira 100000 × g rotação) incluem hidrolases e a maioria das enzimas de conjugação, tais sobrenadante da primeira 100000 × g rotação) incluem hidrolases e a maioria das enzimas de conjugação, tais sobrenadante da primeira 100000 × g rotação) incluem hidrolases e a maioria das enzimas de conjugação, tais 
como glutationa-transferases, glucuronidases, sulfotransferases, transferases de metilo, e acetilases. É importante 
notar que algumas enzimas citosólicas também pode ser encontrado em fracções microssomais, embora o oposto 
não é geralmente o caso.
Monooxygenations, anteriormente conhecidos como oxidações de função mista, oxidações são aqueles em 
que um átomo de uma molécula de oxigénio é incorporada no substrato, enquanto que o outro é reduzido a água. 
Uma vez que os electrões envolvidos na redução de CYP ou QOM são derivados a partir de NADPH, a reacção 
global pode ser escrito como se segue (em que Rh é o substrato):
RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.RH + ó 2 + NADPH + H + --- → NADP + + ROH + H 2 O.
7.2.2 O dependentes do citocromo P450 Sistema Monooxigenase
Os CYP, os pigmentos de carbono de ligação de monóxido de microssomas, são proteínas heme do tipo b 
citocromo. Originalmente descrita como uma única proteína, não são agora conhecidos como sendo mais do que 
2000 CYP amplamente distribuídas ao longo de animais, plantas e microrganismos. Um sistema de nomenclatura 
que utiliza o pré fi x CYP foi concebido
114 Metabolismo de substâncias tóxicas
para os genes e cADNs correspondentes às diferentes formas (tal como discutido mais adiante nesta secção), embora 
ainda P450 é apropriado como um pré fi x para os produtos de proteína. Ao contrário da maioria citocromos, o nome é 
derivado de CYP não a partir do máximo de absorção da forma reduzida na região do visível, mas a partir do 
comprimento de onda único do máximo de absorção do derivado de monóxido de carbono de forma reduzida, ou seja 
450 nm.
O papel de CYP como a oxidase de terminal em reacções monooxigenase é suportado por evidência 
considerável. A prova inicial foi obtido a partir da demonstração da reversibilidade luz concomitante do complexo 
CO de CYP e da inibição, por CO, de C-21 de 17 hidroxilação α- hidroxi-progesterona por microssomas da CO de CYP e da inibição, por CO, de C-21 de 17 hidroxilação α- hidroxi-progesterona por microssomas da CO de CYP e da inibição, por CO, de C-21 de 17 hidroxilação α- hidroxi-progesterona por microssomas da 
glândula supra-renal. Isto foi seguido por uma série de provas indirectas, mas, no entanto, de forma convincente, 
que envolvem os efeitos sobre tanto a actividade de CYP e mono-oxigenase de CO, agentes indutores, e os 
espectros resultantes da ligação ao ligando e a perda de actividade na degradação de CYP para P420 
citocromo. prova directa foi posteriormente proporcionado pela demonstração de que os sistemas de 
mono-oxigenase, reconstituas a partir de aparentemente homogénea CYP puri fi cado, redutase NADPH-CYP, e 
phosphatidylchloline, podem catalisar muitas reaces monooxigenase.
CYP, como outros HEMOPROTEÍNAS, têm absorções características na região visível. A adição de 
muitos orgânico, e alguns inorgânicos, ligandos resultados em perturbações deste espectro. Embora a 
detecção e medição desses espectros requer um espectrofotómetro de alta resolução, estas perturbações, 
medidos como espectros de diferença óptica, têm tido uma utilidade tremenda na caracterização de CYP, 
especialmente nas décadas anteriores à clonagem molecular e expressão de especi fi isoformas c CYP.
O mais importante os espectros de diferença de CYP oxidados são do tipo I, com um máximo de absorção a 
385-390 nm. Tipo I ligantes são encontradas em muitas classes químicas diferentes e incluem drogas, contaminantes 
ambientais, pesticidas, e assim por diante. Eles parecem ser geralmente inadequados, por razões químicas, como 
ligandos para o ferro heme e acredita-se que se ligam a um local hidrofóbico na proteína que está suficientemente 
perto para o heme, para permitir que ambos perturbação espectral e interacção com o oxigénio activado. Embora a 
maioria dos ligandos do tipo I são substratos, não foi possível demonstrar uma relação quantitativa entre K S ( concentração maioria dos ligandos do tipo I são substratos, não foi possível demonstrar uma relação quantitativa entre K S ( concentração maioria dos ligandos do tipo I são substratos, não foi possível demonstrar uma relação quantitativa entre K S ( concentração maioria dos ligandos do tipo I são substratos, não foi possível demonstrar uma relação quantitativa entre K S ( concentração 
necessária para o desenvolvimento espectral de metade do máximo) e K H ( Constante de Michaelis). ligandos do tipo II, necessária para o desenvolvimento espectral de metade do máximo) e K H ( Constante de Michaelis). ligandos do tipo II, necessária para o desenvolvimento espectral de metade do máximo) e K H ( Constante de Michaelis). ligandos do tipo II, necessária para o desenvolvimento espectral de metade do máximo) e K H ( Constante de Michaelis). ligandos do tipo II, 
no entanto, interagir directamente com o ferro heme de CYP, e estão associados com compostos orgânicos que têm 
átomos de azoto com sp 2 ou sp 3 elétrons não ligadas que são estericamente acessíveis. Tais ligandos são átomos de azoto com sp 2 ou sp 3 elétrons não ligadas que são estericamente acessíveis. Tais ligandos são átomos de azoto com sp 2 ou sp 3 elétrons não ligadas que são estericamente acessíveis. Tais ligandos são átomos de azoto com sp 2 ou sp 3 elétrons não ligadas que são estericamente acessíveis. Tais ligandos são átomos de azoto com sp 2 ou sp 3 elétrons não ligadas que são estericamente acessíveis. Tais ligandos são 
frequentemente inibidores da actividade de CYP.
Os dois mais importantes espectros de diferença de CYP reduzida são o espectro de CO bem conhecida, com 
o seu máximo a ou cerca de 450 nm, e o espectro do tipo III, com dois picos dependentes do pH a cerca de 430 e 
455 nm. O espectro de CO constitui a base para a estimativa quantitativa do CYP. Os mais conhecidos ligandos 
do tipo III para CYPsão isocianeto de etilo e compostos, tais como os agentes sinérgicos metilenodioxifenilo e 
SKF 525A, os dois últimos formam complexos estáveis ​​tipo III que parecem estar relacionadas com o mecanismo 
pelo qual eles inibem monooxygenations.
No ciclo catalítico de CYP, equivalentes redutores são transferidas a partir de NADPH para CYP por uma enzima 
conhecida como fl avoprotein redutase P450 NADPH-citocromo. A evidência de que esta enzima está envolvida na 
monooxygenations CYP foi originalmente derivado a partir da observação de que o citocromo c, que pode funcionar 
como um aceitador de electrões cial arti fi para a enzima, é um inibidor de tais oxidações. Esta redutase é um 
componente essencial em sistemas de enzima catalisada por CYP reconstituídas a partir de componentes ed puri fi. 
Além disso os anticorpos preparados a partir de puri fi cada redutase são inibidores de microssomal
FASE I REAÇÕES 115
monooxigenase reacções. A redutase é uma avoprotein fl de cerca de 80.000 daltons que contêm dois 
moles de cada fl avin mononucleótido (FMN) e dinucleótido fl avinadenine (FAD) por mole de enzima. O 
único outro componente necessário para a actividade no sistema reconstituído é um fosfolípido, 
phosphatidylchloline. Esta não está directamente envolvido na transferência de electrões, mas parece estar 
envolvido no acoplamento da redutase para o citocromo e na ligação do substrato para o citocromo.
O mecanismo da função de CYP não tenha sido estabelecido inequivocamente; no entanto, os passos 
geralmente reconhecidos estão apresentados na Figura 7.1. O passo inicial consiste na ligao do substrato a oxidar 
CYP seguido por uma redução de um electrão catalisada pela redutase de NADPH-citocromo P450 para formar um 
complexo de citocromo-substrato reduzida. Este complexo pode interagir com CO para formar o CO-complexo, o 
que dá origem ao espectro de diferença bem conhecido, com um pico a 450 nm e também inibe a actividade da 
mono-oxigenase. Os próximos passos são menos bem compreendidos. Elas envolvem uma interacção inicial com 
oxigénio molecular para formar um complexo ternário oxigenado. Este complexo ternário aceita um segundo 
electrão, resultando em uma maior formação de um ou mais complexos menos compreendidos. Um deles, no 
entanto, é provavelmente o equivalente do derivado de peróxido de anião do hemoproteína ligado ao substrato. 
Sob algumas condições deste complexo podem quebrar para produzir peróxido de hidrogénio e do complexo de 
citocromo substrato oxidado. Normalmente, no entanto, um átomo de oxigénio molecular é transferido para o 
substrato e o outro é reduzido para água, seguido por reacções de dismutação, levando à formação do produto 
oxigenado, água, e o citocromo oxidado.
A possibilidade de que o segundo electrão é derivado de NADH através do citocromo b 5 tem sido objecto de A possibilidade de que o segundo electrão é derivado de NADH através do citocromo b 5 tem sido objecto de A possibilidade de que o segundo electrão é derivado de NADH através do citocromo b 5 tem sido objecto de 
discussão há algum tempo e ainda não foi completamente resolvido. citocromo b 5 é uma proteína microssómica discussão há algum tempo e ainda não foi completamente resolvido. citocromo b 5 é uma proteína microssómica discussão há algum tempo e ainda não foi completamente resolvido. citocromo b 5 é uma proteína microssómica 
heme amplamente distribuída que está envolvida em reacções metabólicas, tais como a dessaturação de ácidos 
gordos que envolvem substratos endógenos. É claro, porém, que o citocromo b 5 Não é essencial para todosgordos que envolvem substratos endógenos. É claro, porém, que o citocromo b 5 Não é essencial para todosgordos que envolvem substratos endógenos. É claro, porém, que o citocromo b 5 Não é essencial para todos
ROH R
Lipid OOH Lipid
NADPH
NADPH Cit. 
P450 
redutase
NADPH Cit. 
P450 
redutase
NADH 
Cit. b 5Cit. b 5
Redutase
XOOH
2H +
e -e -
e -e -
e -e -
e -e -
e -e -
e -e -
H 2 OH 2 OH 2 O
H 2 O 2H 2 O 2H 2 O 2H 2 O 2
O 2 •O 2 •
O 2 •O 2 •
O 2O 2
Cit-Fe + 3Cit-Fe + 3
Cit-Fe + 3 R Cit-Fe + 3 R Cit-Fe + 3 R Cit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 R
Cit. b 5Cit. b 5
Cit-Fe + 2 R [CO]Cit-Fe + 2 R [CO]Cit-Fe + 2 R [CO]
hv
O
Cit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 R
CO
Cit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 RCit-Fe + 3 RO 2 •O 2 •
Cit-Fe + 2 RCit-Fe + 2 RCit-Fe + 2 R
O 2O 2
Cit-Fe + 1 RCit-Fe + 1 RCit-Fe + 1 R
O 2O 2
Cit-Fe + 2 RCit-Fe + 2 RCit-Fe + 2 R
ou
NADH
NADPH
Figura 7.1 esquema generalizado mostrando a seqüência de eventos para monooxygenations P450.Figura 7.1 esquema generalizado mostrando a seqüência de eventos para monooxygenations P450.
116 Metabolismo de substâncias tóxicas
monooxygenations CYP-dependentes porque muitos ocorrem em sistemas reconstituídas a partir de NADPH, ó 2, phosphatidylchloline, monooxygenations CYP-dependentes porque muitos ocorrem em sistemas reconstituídas a partir de NADPH, ó 2, phosphatidylchloline, monooxygenations CYP-dependentes porque muitos ocorrem em sistemas reconstituídas a partir de NADPH, ó 2, phosphatidylchloline, 
e altamente puri fi cada CYP P450 redutase e o NADPH-citocromo. No entanto, há boas evidências de que muitas 
actividades catalíticas de isoformas, incluindo o CYP3A4, CYP3A5, CYP2E1 e são estimuladas por citocromo b 5. Em actividades catalíticas de isoformas, incluindo o CYP3A4, CYP3A5, CYP2E1 e são estimuladas por citocromo b 5. Em actividades catalíticas de isoformas, incluindo o CYP3A4, CYP3A5, CYP2E1 e são estimuladas por citocromo b 5. Em 
alguns casos apocytochrome b 5 ( desprovido de heme), também foi encontrada para ser estimulador, sugerindo alguns casos apocytochrome b 5 ( desprovido de heme), também foi encontrada para ser estimulador, sugerindo alguns casos apocytochrome b 5 ( desprovido de heme), também foi encontrada para ser estimulador, sugerindo 
que um papel alternativo de citocromo b 5 pode ser o resultado de alterações conformacionais nos sistemas P450 que um papel alternativo de citocromo b 5 pode ser o resultado de alterações conformacionais nos sistemas P450 que um papel alternativo de citocromo b 5 pode ser o resultado de alterações conformacionais nos sistemas P450 
redutase CYP / NADPH citocromo. Assim citocromo b 5 podem facilitar a actividade oxidativa no retículo redutase CYP / NADPH citocromo. Assim citocromo b 5 podem facilitar a actividade oxidativa no retículo redutase CYP / NADPH citocromo. Assim citocromo b 5 podem facilitar a actividade oxidativa no retículo 
endoplasmático intacta. O isolamento de formas de CYP que se ligam avidamente a citocromo b 5 também tende a endoplasmático intacta. O isolamento de formas de CYP que se ligam avidamente a citocromo b 5 também tende a endoplasmático intacta. O isolamento de formas de CYP que se ligam avidamente a citocromo b 5 também tende a 
apoiar esta ideia.
Distribuição do citocromo P450. Nos vertebrados o fígado é a fonte mais rica de CYP e é mais activo na Distribuição do citocromo P450. Nos vertebrados o fígado é a fonte mais rica de CYP e é mais activo na 
monooxygenation de xenobióticos. CYP e outros componentes do sistema de monooxigenase dependente de 
CYP também está na pele, mucosa nasal, pulmonar, e do tracto gastrointestinal, presumivelmente reflectindo a 
evolução de mecanismos de defesa no portais de entrada. Em adição a estes órgãos, CYP foi demonstrada no 
rim, córtex adrenal e medula, placenta, testículos, ovários, do fígado fetal e embrionário, do corpo lúteo, a 
aorta, as plaquetas do sangue, e o sistema nervoso. Nos seres humanos, tem sido demonstrado CYP no 
fígado fetal e adulto, placenta, rim, testículos, glândula supra-renal fetal e adulto, a pele, as plaquetas do 
sangue, e linfócitos.
Embora CYP são encontradas em muitos tecidos, a função de um determinadosubconjunto de isoformas no 
órgão, tecido ou tipo de célula não parece ser a mesma em todos os casos. No fígado, os CYP oxidar um grande 
número de xenobióticos, bem como alguns esteróides endógenos e pigmentos biliares. Os CYP do pulmão também 
parecem estar preocupado principalmente com oxidações xenobióticos, embora a gama de substratos é mais 
limitada do que a do fígado. A pele e do intestino delgado também realizar oxidações xenobióticos, mas suas 
atividades foram menos bem caracterizados. Nas mulheres grávidas normais, os microssomas da placenta exibir 
pouca ou nenhuma capacidade de oxidar compostos estranhos, que aparece para funcionar como um sistema de 
hormona esteróide metabolização. Na indução das enzimas CYP, como ocorre em mulheres grávidas que fumam, 
actividade de hidroxilase de hidrocarboneto de arilo catalisada por CYP é facilmente aparente. Os CYP do rim são 
activos no
ω- oxidação de ácidos gordos, tais como ácido láurico, mas são relativamente inactivos na oxidação de xenobióticos. ω- oxidação de ácidos gordos, tais como ácido láurico, mas são relativamente inactivos na oxidação de xenobióticos. 
CYP mitocondriais, tais como os da placenta e no córtex supra-renal, são activos na oxidação de hormonas 
esteróides, em vez de xenobióticos.
Distribuição de CYP no interior da célula tem sido estudado principalmente no fígado de mamíferos, em que está 
presente em maior quantidade no retículo endoplasmático liso e em pequenas quantidades, mas apreciáveis ​​no 
retículo endoplasmático rugoso. A membrana nuclear também tem sido relatado para conter CYP e para ter 
actividade de hidroxilase de hidrocarboneto aromático detectável, uma observação que pode ser de importância 
considerável em estudos da activação metabólica dos carcinogénios.
Multiplicidade de citocromo P450, Puri fi cação, e Reconstituição do citocromo P450 Atividade. Mesmo antes Multiplicidade de citocromo P450, Puri fi cação, e Reconstituição do citocromo P450 Atividade. Mesmo antes 
apreciável catião puri fi de CYP tinha sido realizado, era aparente a partir de provas indirectas de que as 
células de fígado de mamífero continha mais do que uma enzima CYP. evidência directa subsequente na 
multiplicidade de CYP incluiu a separação e puri fi cação de isozimas CYP, distinguidas umas das outras 
por um comportamento cromatogrico, imunológica especificidade, e / ou especificidade de substrato após 
a reconstituição e separação dos polipéptidos distintos de sódio
FASE I REAÇÕES 117
electroforese em dodecil sulfato de gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), que pode então ser relacionado com os CYP 
distintos presentes nos microssomas originais.
Puri fi cação de CYP e seus habituais isoformas constitutivas foi, durante muitos anos, uma meta ilusória; um, no 
entanto, que tem sido amplamente resolvido. O problema da instabilidade na solubilização foi resolvido através da 
utilização de glicerol e ditiotreitol como protectores, e o problema de reagregação através da manutenção de uma baixa 
concentração de um detergente adequado, tal como Emulgen 911 (Kao-Atlas, Tóquio), durante todo o procedimento. 
Várias isoformas de CYP, como discutido anteriormente, podem ser separados uns dos outros e puri fi cados como 
entidades separadas, embora as isoformas individuais são agora rotineiramente clonados e expressos como entidades 
individuais. Os processos morosos de coluna de puri fi cação de CYP foram agora em grande parte substituído por 
clonagem e expressão de isoformas transgénicos em uma variedade de sistemas de expressão.
Sistemas reconstituídos a partir de puri fi CYP ed, P450 redutase NADPH-citocromo e phosphatidylchloline irá, 
na presença de NADPH e ó 2, oxidar os xenobióticos tais como benzfetamina, muitas vezes a níveis comparáveis na presença de NADPH e ó 2, oxidar os xenobióticos tais como benzfetamina, muitas vezes a níveis comparáveis na presença de NADPH e ó 2, oxidar os xenobióticos tais como benzfetamina, muitas vezes a níveis comparáveis 
​​com microssomas. Embora os sistemas reconstituídas a partir este número mínimo de componentes, são outros 
componentes microssomais enzimaticamente activos, tais como o citocromo b 5, podem facilitar a actividade in vivo componentes microssomais enzimaticamente activos, tais como o citocromo b 5, podem facilitar a actividade in vivo componentes microssomais enzimaticamente activos, tais como o citocromo b 5, podem facilitar a actividade in vivo 
ou in vitro ou pode mesmo ser essencial para a oxidação de certos substratos.
Uma fi importante nding a partir de estudos de catiões puri fi, bem como clonagem e expressão de isoformas 
individuais é que a falta de especificidade do substrato da actividade da monooxigenase para microssomas não é um 
artefacto devido à presença de vários citocromos específicos. Em vez disso, parece que muitos dos citocromos isoladas 
são ainda relativamente nonspeci fi c. A actividade relativa para com substratos diferentes que, no entanto, variam muito 
de uma isoforma de CYP para outra, mesmo quando ambos são relativamente nonspeci fi c. Esta falta de especificidade 
é ilustrado na Tabela 7.2, utilizando isoformas humanas como exemplos.
Classi fi cação e Evolução do citocromo P450. As técnicas de biologia molecular têm sido aplicadas extensivamente Classi fi cação e Evolução do citocromo P450. As técnicas de biologia molecular têm sido aplicadas extensivamente 
para o estudo de CYP. Mais do que 1925 genes foram caracterizados a partir de 2002, e as sequências de 
nucleótidos e sequências de aminoácidos derivadas comparação. Em alguns casos, a localização do gene num 
cromossoma particular, tem sido determinado e o mecanismo de expressão do gene investigado.
Um sistema de nomenclatura proposto em 1987, tem sido desde actualizados várias vezes, mais 
recentemente, em 1996. As directrizes aceites de genes do citocromo P450 designam nomenclatura como CYP 
(CYP ou, no caso dos genes do rato). A designação de CYP é seguido por um algarismo árabe para designar a 
família de genes, seguido de uma letra indicando a subfamília. A isoforma indivíduo é então identificados 
utilizando um segundo algarismo árabe na sequência da designação da subfamília. isoformas polimórficas de 
genes são indicados por um asterisco seguido por um algarismo árabe. Se não houver subfamílias ou se existe 
apenas um único gene dentro da família ou da subfamília, a carta e / ou o segundo nero pode ser omitido (por 
exemplo, CYP17). O nome do gene está em itálico, ao passo que a proteína (enzima) não é.
Em geral, as enzimas dentro de uma família de genes partes mais do que 40% de identidade de sequência de 
aminoácidos. As sequências de proteínas dentro de subfamilias têm maior do que 55% de semelhan no caso de genes de 
mamífero, ou 46% no caso de genes não mamíferos. Até agora, os genes na mesma subfamília foram encontrados para deitar 
no mesmo cromossoma dentro do mesmo agrupamento de genes e estão nonsegregating, sugerindo uma origem comum 
através de eventos de duplicação do gene. Seqüências que mostram menos de 3% de divergência são arbitrariamente 
designado variantes alélicas a menos que outra evidência existe para o contrário. sequências conhecidas fi t
118 Metabolismo de substâncias tóxicas
Tabela 7.2 Alguns Importantes citocromo P450 Isozimas Humanos e substratos selecionados
Agentes cancerígenos / tóxicos / Substratos de diagnóstico
P450 Drogas substratos endógenos In vivo [in vitro]
1A1 verlukast (muito poucas drogas) benzo (a) pireno,
dimetilbenz (a) antraceno
[Ethoxyresoru fi n,
o benzo (a) pireno]
1A2 Fenacetina, teofilina,
acetaminofeno, a 
varfarina, cafeína, 
cimetidina
aminas aromáticas,
arylhydrocarbons, NNK, 3arylhydrocarbons, NNK, 3
um fl atoxin, estradiol
Cafeína, [acetanilida,
methoxyresoru fi n, 
ethoxyresoru fi n]2A6 Cumarina, nicotina A fl atoxin, diethylnitrosamina,
NNK 3NNK 3
cumarina
2B6 ciclofosfamida,
ifosfamida, nicotina
6 Aminochrysene, um atoxin fl,
NNK 3NNK 3
[7-etoxi-4-tri fl uoro-
cumarina metil]
2C8 Taxol, tolbutamida,
carbamazepina
- [Clorometil fl uorescein
éter dietílico]
2C9 Tienilic ácido, tolbutamida,
varfarina, fenitoína, THC, 
hexobarbital, diclofenaco
- [Diclofenac (4 '- OH)][Diclofenac (4 '- OH)][Diclofenac (4 '- OH)]
2C19 S- Mefenito�a, diazepam,2C19 S- Mefenito�a, diazepam,2C19 S- Mefenito�a, diazepam,
fenitoína, omeprazol, 
indometacina, impramine, 
propanolol, proguanil
- [ S- Mephentoin (4 '- OH)][ S- Mephentoin (4 '- OH)][ S- Mephentoin (4 '- OH)][ S- Mephentoin (4 '- OH)][ S- Mephentoin (4 '- OH)]
2D6 debrisoquina, esparte�a,
bufuralol, propanolol, 
tioridazina, quinidina, 
fenitoína, fl uoxetine
NNK 3 NNK 3 dextrometorfano,
[Bufuralol (4 '- OH)[Bufuralol (4 '- OH)[Bufuralol (4 '- OH)
2E1 Chlorzoxazone, isoniazida,
acetaminofeno, halotano, 
en fl urane, metoxi fl urane
Dimetilnitrosamina, Ben-
zene, alcanos halogenados (por 
exemplo, CCl 4) acylonitrile, álcoois, exemplo, CCl 4) acylonitrile, álcoois, exemplo, CCl 4) acylonitrile, álcoois, 
anilina, estireno, cloreto de vinilo
Clorzoxazona (6-OH),
[ p nitrofenol][ p nitrofenol][ p nitrofenol]
3A4 Nifedipina, etilmorfina,
varfarina, quinidina, taxol, 
cetoconazole, o verapamil, a 
eritromicina, o diazepam
Um atoxin fl, 1-nitropireno,
benzo (a) pireno, 7,8-diol, 6 
aminochrysene, estradiol, 
progesterona, testosterona, outros 
esteróides, ácidos biliares
Eritromicina, nifedipina
[Testosterona (6- β)][Testosterona (6- β)]
4A9 / 11 (Muito poucas drogas) ácidos gordos, prostaglandinas,
tromboxano, prostaciclina
[Ácido Laurico]
Nota: NNK 3 = 4 (metilnitrosamino) -1- (3-pyridl) -1-butanona, uma nitrosamina especi fi c para o fumo do tabaco.Nota: NNK 3 = 4 (metilnitrosamino) -1- (3-pyridl) -1-butanona, uma nitrosamina especi fi c para o fumo do tabaco.Nota: NNK 3 = 4 (metilnitrosamino) -1- (3-pyridl) -1-butanona, uma nitrosamina especi fi c para o fumo do tabaco.Nota: NNK 3 = 4 (metilnitrosamino) -1- (3-pyridl) -1-butanona, uma nitrosamina especi fi c para o fumo do tabaco.
o esquema de classi fi cação surpreendentemente bem, com poucas exceções encontradas nos níveis da família, subfamília, 
ou variantes alélicas, e em cada caso informações adicionais estão disponíveis para justificar o desvio às regras 
estabelecidas.
Em alguns casos, um homólogo de uma enzima CYP particular é encontrado em várias espécies (por exemplo, 
CYP1A1). Em outros casos, os genes divergiram subsequente para a divergência das espécies e não análogo exacta é 
encontrado é várias espécies (por exemplo, a subfamília CYP2C). Neste caso, os genes são numerados na ordem de 
descoberta, e os produtos do gene
FASE I REAÇÕES 119
a partir de uma subfamília em particular pode ainda ter diferentes substrato especificidade de espécies diferentes (por 
exemplo, de roedores contra humano). Relações entre diferentes famílias de CYP e subfamílias estão relacionados com a 
taxa ea extensão da evolução CYP.
A Figura 7.2 mostra algumas das relações evolutivas entre os genes CYP entre alguns dos primeiros 
vertebrados e seres humanos. Este dendograma compara genes CYP do sh soprador fi (Fugu) e 8 outras 
espécies de peixes com os CYP humanos (incluindo 3 pseudogenes). O grupo não ponderada par 
método aritmético média (UPGMA) árvore filogenética demonstra a presença de cinco clãs CYP (clusters 
de CYP que são agrupadas de forma consistente) e delineia os 18 CYP humanos conhecidos. Este 
conjunto de dados demonstra que as de fi características ning de CYP vertebrados não mudaram muito 
em 420 milhões de anos. Destes 18 CYP humanos, apenas 1 família estava faltando em fugu (CYP39), 
indicando que a diversidade de mamíferos de CYP provável antecede a-ray tetrápode fi nned fi sh 
divergência. O genoma do peixe também tem novo CYP1C, 3B,
Os produtos do gene, as isoformas CYP, pode ainda ser designado P450 seguido pelo mesmo sistema de 
numeração utilizado para os genes, ou a designação de CYP pode ser utilizado, por exemplo, P4501A1 ou CYP1A1.
De 16 de maio de 2002, um total de 1925 seqüências de CYP foram “nome” com vários outros ainda aguardam 
classi fi cação. Destes, 977 são sequências de animais, 607 a partir de plantas, 190 a partir de eucariotas inferiores 
e 151 são sequências bacterianas. Estas seqüências cair em mais de 265 famílias de CYP, 18 dos quais pertencem 
aos mamíferos. Os seres humanos têm 40 genes CYP sequenciados. Como a lista de CYP está em constante 
expansão, o progresso nesta área pode ser facilmente acessado via internet no site da Comissão de Nomenclatura 
superfamília do gene P450 ( http: // drnelson. utmem.edu/nelsonhomepage.html) ou em outro site excelente ( http://www.icgeb.trieste.it/p450).superfamília do gene P450 ( http: // drnelson. utmem.edu/nelsonhomepage.html) ou em outro site excelente ( http://www.icgeb.trieste.it/p450).superfamília do gene P450 ( http: // drnelson. utmem.edu/nelsonhomepage.html) ou em outro site excelente ( http://www.icgeb.trieste.it/p450).superfamília do gene P450 ( http: // drnelson. utmem.edu/nelsonhomepage.html) ou em outro site excelente ( http://www.icgeb.trieste.it/p450).
Famílias do citocromo P450 com xenobióticos metabolizando Potencial. Embora mamíferos são conhecidos por terem Famílias do citocromo P450 com xenobióticos metabolizando Potencial. Embora mamíferos são conhecidos por terem 
18 famílias CYP, apenas três famílias são os principais responsáveis ​​pelo metabolismo mais xenobióticos. Estas 
famílias (famílias 1-3) são consideradas mais recentemente derivadas das famílias CYP “ancestrais”. As famílias 
restantes são menos promíscuos em suas habilidades de metabolização e são frequentemente responsáveis ​​por 
especi fi passos c metabólicas. Por exemplo, os membros da família CYP4 são responsáveis ​​para a hidroxilação de 
cadeia final de ácidos gordos de cadeia longa. As restantes famílias CYP mamíferos estão envolvidos na 
biossíntese de hormônios esteróides. Na verdade, alguns da nomenclatura para algumas dessas famílias é na 
verdade derivado das várias posições no núcleo esteróide, onde o metabolismo ocorre. Por exemplo, o CYP7 
medeia a hidroxilação de colesterol no 7 α- posição, enquanto CYP 17 e 21 catalisam a 17 α e 21-hidroxilações de medeia a hidroxilação de colesterol no 7 α- posição, enquanto CYP 17 e 21 catalisam a 17 α e 21-hidroxilações de medeia a hidroxilação de colesterol no 7 α- posição, enquanto CYP 17 e 21 catalisam a 17 α e 21-hidroxilações de medeia a hidroxilação de colesterol no 7 α- posição, enquanto CYP 17 e 21 catalisam a 17 α e 21-hidroxilações de medeia a hidroxilação de colesterol no 7 α- posição, enquanto CYP 17 e 21 catalisam a 17 α e 21-hidroxilações de 
progesterona, respectivamente. CYP19 é responsável pela aromatização de androgénios em estrogénio pelo passo 
inicial de hidroxilação na 19position. Muitos dos CYPs responsável para a esteroidogese são encontrados no córtex 
supra-renal, ao passo que aqueles que estão envolvidos no metabolismo de xenobióticos são encontradas 
predominantemente em tecidos que são mais susceptíveis de serem envolvidos na exposição, tais como fígado, 
rins, pulmões, e os tecidos olfactivos.
Para simplificar a discussão de importantes membros da família CYP, a seguinte discussão concentra-se sobre os 
membros da família CYP humanos. No entanto, uma vez que existe uma grande quantidade de homologia entre os 
membros da família, muitos dos pontos de discussão são geralmente aplicáveis ​​a famílias CYP pertencentes a várias 
espécies.
A família CYP1 contém três conhecidos membros humanos, CYP1A1, CYP1A2 e CYP1B1. CYP1A1 e 
CYP1A2 são encontradosem todas as classes do reino animal.
120 Metabolismo de substâncias tóxicas
51 
51 h
39A1 h39A1 h
7A1 f7A1 f
7B1 h7B1 h
8B1 f8B1 f
8A1 f8A1 f
8A1 h8A1 h
20 h
24 h
51 f
7C1 f7C1 f
7A1 h7A1 h
8b2 f8b2 f
8B1 h8B1 h
8A2 f8A2 f
20 f
24 f
27C1 f27C1 f
27C1 h 27B1 f27C1 h 27B1 f27C1 h 27B1 f27C1 h 27B1 f
27B1 h 27A3 f27B1 h 27A3 f27B1 h 27A3 f27B1 h 27A3 f
27A2 f 27A2 f 
27A1 f27A1 f
27A1 h 11B1 f27A1 h 11B1 f27A1 h 11B1 f27A1 h 11B1 f
11b2 h 11B1 h11b2 h 11B1 h11b2 h 11B1 h11b2 h 11B1 h
11A1 f 11A1 f 
11A1 h11A1 h
19br f
26C1 f26C1 f
26B1 f26B1 f
26A1 h26A1 h
46A1 h46A1 h
19ov f19ov f
19 h 26C1 hh 26C1 hh 26C1 h
26B1 h26B1 h
26A1 f26A1 f
46A1 f46A1 f
4V5 f4V5 f
4V2 h4V2 h
4F22 h4F22 h
4F12 h4F12 h
4F3 h4F3 h
4F28 f4F28 f
4F8 h4F8 h
4F11 h4F11 h
4F2 h4F2 h
4T2 s4T2 s
4X1 h4X1 h
4B1 h4B1 h
4A11 h4A11 h
5A1 h5A1 h
4T5 f
4Z1 h4Z1 h
4A22 h4A22 h
5A1 f5A1 f
3B2 f3B2 f
3B1 f3B1 f
3A47 f3A47 f
3A48 f3A48 f
3A43 h3A43 h
3A7 h3A7 h
3A5OP f3A5OP f
3A27 t
3A49 f
3A5 h
3A4 h
21 f 21 f 21 
h
17A2 f 17A1 17A2 f 17A1 17A2 f 17A1 
f
17A1 h 1C1 17A1 h 1C1 17A1 h 1C1 
f
1C2 f 1B1 1C2 f 1B1 1C2 f 1B1 
f
1B1 h 1A2 1B1 h 1A2 1B1 h 1A2 
h
1A1 h 2W1 1A1 h 2W1 1A1 h 2W1 
h
2U1 h 2U1 2U1 h 2U1 2U1 h 2U1 
f
2R1 h 2R1 2R1 h 2R1 2R1 h 2R1 
f
2T2P h 2X1 2T2P h 2X1 2T2P h 2X1 
c
2X3 f 2X2 2X3 f 2X2 2X3 f 2X2 
f
2D6 h 2V1 2D6 h 2V1 2D6 h 2V1 
z
2Z1 f 2Z2 f 2Z2 
f
2N12 f 2N9 2N12 f 2N9 2N12 f 2N9 
f
2N10 f 2N11 2N10 f 2N11 2N10 f 2N11 
f
2N2 f 2P4 2N2 f 2P4 2N2 f 2P4 
f
2P3 k 2J2 2P3 k 2J2 2P3 k 2J2 
h
2K6 z 2K11 2K6 z 2K11 2K6 z 2K11 
f
2K10 f 2K9 2K10 f 2K9 2K10 f 2K9 
f
2S1 h 2M1 2S1 h 2M1 2S1 h 2M1 
t
2Y1 f 2y2 2Y1 f 2y2 2Y1 f 2y2 
f
2G2P h 2G1P h2G2P h 2G1P h2G2P h 2G1P h2G2P h 2G1P h
2A13 h 2A7 2A13 h 2A7 2A13 h 2A7 
h
2A6 h 2B6 2A6 h 2B6 2A6 h 2B6 
h
2F1 h 2E1 2F1 h 2E1 2F1 h 2E1 
h
2C8 h 2C18 2C8 h 2C18 2C8 h 2C18 
h
2C19 h 2C9 2C19 h 2C9 2C19 h 2C9 
h
39
20 
24
27
11
19
26
46 
7
8 
B
UMA
UMA
UMA
UMA
VF
T XZ
UMA
AB
BC
A 
WU
RT 
XDV 
ZN
PJ 
KS
GA 
BF 
ECYMB
BC
B
B
C
7 CLAN
4 CLAN
3 CLAN
2 CLÃS 
CLÃS 
MITOCONDRIAL
4
5
21 
17
1
2 
3
Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,Figura 7.2 árvore UPGMA de 54 soprador peixe (Fugu), 60 humana, e 8 outras P450s fi sh. Espécies são indicados por f, h, z, c,
k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives k, s, e t para fugu, humano, zebra fi sh, gato fi sh, killi fi sh, robalo e truta, respectivamente. (Reproduzido de DR Nelson, Archives 
of Biochemistry and Biophysics
409, pp. 18-24. 2003, com a permissão da Academic Press.)
FASE I REAÇÕES 121
Porque essas duas formas altamente homólogas são tão altamente conservada entre espécies, acredita-se que 
tanto pode possuir funções endógenas importantes que ainda precisam ser elucidados. CYP2E1 é o único outro 
CYP que retém a mesma designação de genes em muitas espécies diferentes.
CYP1A1 e CYP1A2 possuem distintos mas sobrepostos substrato especi fi cidades: CYP1A1 preferindo 
hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) neutros, e o último preferindo poliaromático e aminas 
heterocíclicas e amidas. Devido à preferência para esta família de moléculas com estruturas moleculares 
altamente planares, membros da família CYP1 estão intimamente associados com a activação metabólica de 
diversos prócarcinogéneos e mutagénicos incluindo o benzo (a) pireno, um fl atoxin B1, dimetilbenzantraceno, β-diversos prócarcinogéneos e mutagénicos incluindo o benzo (a) pireno, um fl atoxin B1, dimetilbenzantraceno, β-
naftilamina, 4-aminobif enilo, 2-acetilamino fl ourene, e benzidina. A Figura 7.3 ilustra uma sequência típica 
de reacção que conduz à formação do epóxido e os dióis de epóxido que são muitas vezes implicados na 
formação de substâncias carcinogénicas formados por estas enzimas.
Muitos dos compostos planar HAP induzir seu próprio metabolismo através da indução da transcrição do receptor 
de hidrocarboneto de arilo (Ah receptor). Embora a expressão de CYP1A1 e 1A2 é muitas vezes induzida 
coordenadamente, existem diferenças claras na regulamentação, não só no que diz respeito ao substrato 
especificidade, mas também em sua expressão biológica. Por exemplo, CYP1A1 não parece ser expresso em fígado 
humano, a menos que induzido,
O
OH
OH
OH
1-naftol
naftalina
1,2-diidrodiol 
naftalina 
epóxido 
naftaleno
O
OH 
HO
O
OH 
HO
O
HO
OH
Benzo (a) pireno 
Benzo (a) pireno
7.8 epóxido
Benzo (a) pireno
7,8 diidrodiol
Benzo (a) pireno
7,8-diol-9,10 epóxidos
Figura 7.3 Exemplos de reacções de epoxidação.Figura 7.3 Exemplos de reacções de epoxidação.
122 Metabolismo de substâncias tóxicas
Considerando que o CYP1A2 é expresso endogenamente no fígado. CYP1A1, no entanto, está presente em muitos tecidos 
extra-hepáticos incluindo o pulmão, onde existe uma possível associação entre a activação mediada pelo CYP de benzo (a) 
pireno e outros produtos químicos relacionados presentes no fumo do cigarro e o cancro do pulmão de seres humanos.
A família CYP2 consiste em 10 subfamílias, cinco das quais estão presentes no fígado dos mamíferos. 
Algumas das isoformas mais importantes encontrados em seres humanos dentro desta família são CYP2A6, -2B6, 
por -2C8, -2C9, -2C19, -2D6 e -2E1. O CYP2A6 enzima é expressa principalmente em tecido do fígado, onde 
representa 1-10% do teor total de CYP. CYP2A6 é responsável para a 7-hidroxilação da cumarina composto que 
ocorre naturalmente planta e a sua actividade é muitas vezes fenotipadas por monitorização esta via metabólica 
específica. Outros fármacos metabolizados por CYP2A6 incluem nicotina, 2-acetilamino fl uorene, metoxi fl urane, 
halotano, ácido valpróico, e disul fi carneiro. Precarcinogens provável activados por 2A6 incluem um fl atoxin B1, 
1,3-butadieno, 2,6-diclorobenzonitrilo, e um certo número de nitrosaminas. Uma vez que CYP2A6 é responsável 
por até 80% do metabolismo humano de nicotina, um número de estudos foram realizados para determinar se os 
indivíduos com 2A6 polimorfismos ter reduzido risco de cancros do pulmão. Embora teoricamente indivíduos sem 
2A6 seria esperado a fumar menos e ser menos propensos a ativar agentes cancerígenos encontrados no fumo do 
tabaco, os estudos não têm demonstrado conclusivamente quaisquer associaçõesclaras entre 2A6 polimorfismos 
e risco de câncer de pulmão.
Como CYP2A6, a CYP2B6 isoforma humana recentemente ganhou maior reconhecimento por seu papel no 
metabolismo de muitas drogas clínicas. Alguns substratos comum farmacêuticas para CYP2B6 incluem 
ciclofosfamida, nevirapina, S- mephobarbitol, a artemisinina, a bupropiona, propofol, ifosfamida, cetamina, ciclofosfamida, nevirapina, S- mephobarbitol, a artemisinina, a bupropiona, propofol, ifosfamida, cetamina, ciclofosfamida, nevirapina, S- mephobarbitol, a artemisinina, a bupropiona, propofol, ifosfamida, cetamina, 
selegilina, e metadona. CYP2B6 também foi demonstrada ter um papel na activação do organofosfato, 
clorpirifos, e na degradação do repelente insecticida vulgarmente utilizado, dietil toluamida (DEET). 
Historicamente, pensava-se que CYP2B6 é encontrado em uma pequena proporção de fígados (<25%), mas os 
dados mais recentes, utilizando anticorpos preparados a partir de proteínas humanas demonstraram que a 
maioria das amostras de fígado têm níveis detectáveis ​​de 2B6, diferenças no entanto maior do que 20 vezes em 
os níveis de proteína foram observados.
Em contraste com o CYP2A6 e CYP2B6, membros da família CYP2C constituem uma bastante grande percentagem de CYP no 
fígado humano (cerca de 20%) e são responsáveis ​​pelo metabolismo de várias drogas. Todos os quatro membros da subfamília em 
seres humanos apresentam polimorfismos genéticos, muitos dos quais têm consequências clínicas importantes em indivíduos 
afetados. Os polimorfismos genéticos em CYP2C19 mostraram ser responsáveis ​​por um dos primeiros efeitos descrito polimórficas, o 
que envolve o metabolismo mefenitoína. Este polimorfismo significativamente reduz o metabolismo da mefenito�a, resultando na 
classi fi cação daqueles indivíduos que possuem essa característica metabolizers como pobres (PM). Entre os caucasianos, PMs 
representam apenas 3-5% das populações, enquanto que em populações asiáticas e polinésias 12-23% e 38-79% das populações são 
representadas, respectivamente. Pelo menos sete mutações diferentes neste alelo têm sido descritas, algumas das quais afectam 
negativamente a actividade catalítica, enquanto outros prevenir a expressão da proteína. Outras drogas importantes afectadas por 
estes polimorfismos CYP2C19 incluem o omeprazol anti-úlcera droga, outros inibidores da bomba de protões importantes, barbitúricos, 
alguns antidepressivos triclicos, tais como imipramina, e o proguanil droga antimalárica. Outros membros importantes da família 
CYP2C em humanos incluem CYP2C8, -2C9 e -2C18. Substratos metabolizados exclusivamente por CYP2C8 incluem retinol, ácido 
retinóico, taxol, e ácido araquidónico. CYP2C9, o principal CYP2C em Outras drogas importantes afectadas por estes polimorfismos 
CYP2C19 incluem o omeprazol anti-úlcera droga, outros inibidores da bomba de protões importantes, barbitúricos, alguns 
antidepressivos triclicos, tais como imipramina, e o proguanil droga antimalárica. Outros membros importantes da família CYP2C em 
humanos incluem CYP2C8, -2C9 e -2C18. Substratos metabolizados exclusivamente por CYP2C8 incluem retinol, ácido retinóico, 
taxol, e ácido araquidónico. CYP2C9, o principal CYP2C em Outras drogas importantes afectadas por estes polimorfismos CYP2C19 
incluem o omeprazol anti-úlcera droga, outros inibidores da bomba de protões importantes, barbitúricos, alguns antidepressivos triclicos, tais como imipramina, e o proguanil droga antimalárica. Outros membros importantes da família CYP2C em humanos incluem CYP2C8, -2C9 e -2C18. Substratos metabolizados exclusivamente por CYP2C8 incluem retinol, ácido retinóico, taxol, e ácido araquidónico. CYP2C9, o principal CYP2C em
FASE I REAÇÕES 123
fígado humano, metaboliza vários fármacos importantes, incluindo a tolbutamida diabética agente, a fenitoína 
anticonvulsivante, o anticoagulante varfarina e um número de drogas anti-em inflamatória, incluindo 
ibuprofeno, diclofenac, e outros. Ambos CYP2C9 e por -2C8, que são responsáveis ​​pelo metabolismo do 
paclitaxel fármaco anticancerígeno, têm sido demonstrados ser polimórficos.
CYP2E1 é o único membro da família CYP2E na maioria dos mamíferos, com excepção dos coelhos. Os 
substratos para esta família tendem a ser de baixo peso molecular e incluem o etanol, o tetracloreto de carbono, 
benzeno, e acetaminofeno. Em contraste com muitas outras famílias de CYP indutíveis, CYP2E1 é regulada por 
uma combinação de níveis de transcrição aumentou e aumentou a mensagem e a estabilização da proteína.
Sem dúvida, a maior quantidade de CYP no fígado humano é o da família CYP3. CYP3A4 é a CYP mais 
abundante no fígado humano, representando cerca de 30% da quantidade total, e é conhecido para metabolizar 
muitos medicamentos importantes, incluindo a ciclosporina A, nifedipina, rapamicina, etinil estradiol, quinidina, 
digitoxina, lidocaína, eritromicina, midazolam, triazolam, lovastatina, e tamoxifeno. Outros oxidações importantes 
atribuídas à família CYP3 incluem muitas hormonas esteróides, antibióticos macrólidos, alcalóides, 
benzodiazepinas, di-hidropiridinas, varfarina, dihydrodiols derivados de hidrocarbonetos policíclicos, e um fl B 
atoxin 1. Muitos produtos químicos também são capazes de induzir essa família, incluindo fenobarbital, rifampicina e atoxin 1. Muitos produtos químicos também são capazes de induzir essa família, incluindo fenobarbital, rifampicina e atoxin 1. Muitos produtos químicos também são capazes de induzir essa família, incluindo fenobarbital, rifampicina e 
dexametasona. Devido a potenciais di fi culdades resultantes da indução de CYP, fármacos metabolizados por 
esta família tem de ser cuidadosamente analisado para a possibilidade de interacções fármaco-fármaco 
prejudiciais.
Reações do citocromo P450. Embora microssomal monooxigenase reacções são basicamente semelhantes no papel Reações do citocromo P450. Embora microssomal monooxigenase reacções são basicamente semelhantes no papel 
desempenhado pelo oxigénio molecular e no fornecimento de electrões, as muitas isoformas CYP pode atacar uma 
grande variedade de substratos xenobióticos, com ambos os substratos e produtos cair em muitas classes químicas 
diferentes. Nas secções seguintes actividades enzimáticas são, por conseguinte, classificadas com base na reacção 
química global catalisada; deve-se ter em mente, no entanto, que não só essas classes muitas vezes se sobrepõem, 
mas muitas vezes um substrato pode também passam por mais de uma reação. Ver Tabela 7.1 para obter uma listagem 
de oxidação e reacções de redução importante de CYP.
Epoxidação e aromáticas hidroxilação. A epoxidação é uma reacção extremamente importante, não só porque Epoxidação e aromáticas hidroxilação. A epoxidação é uma reacção extremamente importante, não só porque 
microssomal pode ser formado epóxidos estáveis ​​e ambientalmente persistentes (ver epoxidações alifáticos, abaixo), 
mas intermediários altamente reactivos de hidroxilações aromáticos, tais como os óxidos de areno, também pode ser 
produzido. Estes intermediários altamente reactivos são conhecidos por estar envolvidos na carcinogénese química, 
bem como induzida quimicamente necrose celular e tecidual.
A oxidação de naftaleno foi um dos primeiros exemplos de um grupo epóxido como um intermediário na 
hidroxilação aromática. Como mostrado na figura 7.3, o epóxido pode reorganizar não enzimaticamente para 
dar origem, predominantemente 1-naftol, ou interagir com a hidrolase enzima epóxido para se obter o 
diidrodiol, ou interagir com glutationa Stransferase para dar o conjugado de glutationa, que é em última análise 
metabolizado a um ácido mercaptúrico. Estas reacções são também importantes no metabolismo de outros 
xenobióticos que contêm um núcleo aromático, como o carbaril insecticida e o benzo cancerígena (a) pireno.Os agentes cancerígenos finais resultantes da activação metabólica de benzo (a) pireno, são 
estereoisómeros de benzo (a) pireno, 7,8-diol-9,10-epóxido (Figura 7.3). Estes metabolitos surgir pela 
formação prévia do epóxido 7,8, o que dá origem à 7,8-diidrodiol
124 Metabolismo de substâncias tóxicas
através da acção da epóxido hidrolase. Este é posteriormente metabolizado pelo CYP para os 
7,8-diol-9,10-epóxidos, que são ambos potentes agentes mutagénicos e substratos inadequados para a outra 
acção de hidrolase de epóxido. Estereoquímica é importante no produto final. Dos quatro possíveis isómeros 
do epóxido diol, o (+) - benzo (a) pireno diol epóxido-2 é o mais activo cancerígeno.
A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos A hidroxilação alifática. moléculas simples, como alifáticos n- butano, n- pentano, e n- hexano, bem como os compostos 
alicylcic, tais como ciclo-hexano, são conhecidos por ser oxidados a álcoois. Da mesma forma as cadeias laterais de 
alquilo de compostos aromáticos, tais como ciclo-hexano, são conhecidos por ser oxidados a álcoois, mas as cadeias 
laterais de alquilo de compostos aromáticos são mais facilmente oxidados, muitas vezes em mais do que uma posição, e 
assim constituem bons exemplos deste tipo de oxidação. o n- cadeia lateral de propilo n- propil benzeno pode ser oxidado assim constituem bons exemplos deste tipo de oxidação. o n- cadeia lateral de propilo n- propil benzeno pode ser oxidado assim constituem bons exemplos deste tipo de oxidação. o n- cadeia lateral de propilo n- propil benzeno pode ser oxidado assim constituem bons exemplos deste tipo de oxidação. o n- cadeia lateral de propilo n- propil benzeno pode ser oxidado assim constituem bons exemplos deste tipo de oxidação. o n- cadeia lateral de propilo n- propil benzeno pode ser oxidado 
em qualquer um dos três átomos de carbono, para se obter 3-fenilpropan-1-ol
( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)( C 6 H 5 CH 2 CH 2 CH 2 OH) pela ω- oxidação, carbinol benzylmethyl (C 6 H 5 CH 2 CHOHCH 3)
de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes de ω- Uma oxidação, e etil-fenilcarbinol (C 6 H 5 CHOHCH 2 CH 3) de α- oxidação. Além disso a oxidação destes 
álcoois também é possível.
Epoxida�o alifáticos. compostos alifáticos e alicylcic Muitos contendo átomos de carbono insaturados são Epoxida�o alifáticos. compostos alifáticos e alicylcic Muitos contendo átomos de carbono insaturados são 
pensados ​​para ser metabolizado para intermediários epóxido (Figura 7.4). No caso do produto aldrina, dieldrina, é 
um epóxido extremamente estável e representa o princípio resíduo encontrado em animais expostos a aldrina. a 
formação de epóxido, no caso de um atoxin fl acredita-se ser o passo fi nal na formação das espécies 
cancerígenas finais e é, por conseguinte, uma reacção de activação.
Desalquilação: O-, N- e S-desalquilação. Provavelmente o exemplo mais conhecido de O-Desalquilação: O-, N- e S-desalquilação. Provavelmente o exemplo mais conhecido de O-Desalquilação: O-, N- e S-desalquilação. Provavelmente o exemplo mais conhecido de O-
desalquilação é a desmetilação de p nitroanisole. Devido à facilidade com que o produto, p nitrofenol, pode ser desalquilação é a desmetilação de p nitroanisole. Devido à facilidade com que o produto, p nitrofenol, pode ser desalquilação é a desmetilação de p nitroanisole. Devido à facilidade com que o produto, p nitrofenol, pode ser desalquilação é a desmetilação de p nitroanisole. Devido à facilidade com que o produto, p nitrofenol, pode ser desalquilação é a desmetilação de p nitroanisole. Devido à facilidade com que o produto, p nitrofenol, pode ser 
medida, que é um substrato utilizado frequentemente para a demonstração da actividade de CYP. A reacção 
prossegue provavelmente através da formação de um intermediário instável metilol (Figura 7.5).
o O- desalquilação de triésteres organofosforados difere da de p nitroanisole na medida em que o O- desalquilação de triésteres organofosforados difere da de p nitroanisole na medida em que o O- desalquilação de triésteres organofosforados difere da de p nitroanisolena medida em que o O- desalquilação de triésteres organofosforados difere da de p nitroanisole na medida em que o O- desalquilação de triésteres organofosforados difere da de p nitroanisole na medida em que 
envolve a desalquilação de um éster em vez de um éter. A reacção foi
O
O O
O 
Aldrin dieldrin
O O
OCH 3 OCH 3 OO
aflatoxina B 1 aflatoxina B 1 aflatoxina B 1 epóxidoaflatoxina B 1 epóxidoaflatoxina B 1 epóxido
*
*
** **
*
*
*
*
*
*
Figura 7.4 Exemplos de epoxidação alifático. * Denota átomos de Cl.Figura 7.4 Exemplos de epoxidação alifático. * Denota átomos de Cl.
FASE I REAÇÕES 125
OCH 3OCH 3
NÃO 2NÃO 2
OCH 2 OHOCH 2 OHOCH 2 OH
NÃO 2NÃO 2
OH
NÃO 2NÃO 2
+ HCHO
p nitroanisole p nitroanisole p nitrofenolp nitrofenol
Cl
Cl 
CP
CHCl 
OC 2 H 5 OOC 2 H 5 OOC 2 H 5 OOC 2 H 5 OOC 2 H 5 O
C 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 O
PO 
CH 2 CHOCH 2 CHOCH 2 CHO
C 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 O
PO 
HO
C 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 O
OH
+ CH 3 CHOCH 3 CHOCH 3 CHO
C 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 O
O
HO
H
N CH 3N CH 3
C 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 OC 2 H 5 O
O
HO
H
NH
+ HCHO
clorfenvinfos
etilmorfina
Figura 7.5 Exemplos de desalquilação.Figura 7.5 Exemplos de desalquilação.
primeiro descrito para o clorfenvinfos insecticida e é conhecida por ocorrer com uma grande variedade 
de vinilo, fenilo, fenilvinilo, e fosfato naftilo e thionophosphate triésteres (Figura 7.5).
N- desalquilação é uma reacção comum no metabolismo dos fármacos, insecticidas, e outros N- desalquilação é uma reacção comum no metabolismo dos fármacos, insecticidas, e outros 
xenobióticos. O etilmorfina droga é um composto modelo útil para esta reacção. Neste caso, o grupo metilo 
é oxidado para formaldeído, que pode ser facilmente detectada pela reacção de Nash.
S- desalquilação é acreditado para ocorrer com um número de tioéteres, incluindo metilmercaptano e S- desalquilação é acreditado para ocorrer com um número de tioéteres, incluindo metilmercaptano e 
6-methylthiopurine, embora com o conhecimento mais recente da especificidade da fl monooxigenase 
contendo avin (ver discussão abaixo), é possível que o ataque inicial é através de sulfoxidação mediada pela 
FMO ao invés de CYP.
N-oxidação. N- oxidação pode ocorrer em um número de maneiras, incluindo a formação de hidroxilamina, N-oxidação. N- oxidação pode ocorrer em um número de maneiras, incluindo a formação de hidroxilamina, N-oxidação. N- oxidação pode ocorrer em um número de maneiras, incluindo a formação de hidroxilamina, 
formação de oxima, e N- formação de óxido, embora este último é primeiramente dependente da enzima FMO. formação de oxima, e N- formação de óxido, embora este último é primeiramente dependente da enzima FMO. formação de oxima, e N- formação de óxido, embora este último é primeiramente dependente da enzima FMO. 
formação de hidroxilamina ocorre com uma série de aminas tais como anilina e muitos dos seus derivados 
substituídos. No caso de 2acetylamino fl uorene o produto é um potente agente cancerígeno, e assim a reacção 
é uma reacção de activação (Figura 7.6).
Oximas podem ser formadas pela N- hidroxilação de iminas e aminas primárias. Iminas têm sido sugeridos Oximas podem ser formadas pela N- hidroxilação de iminas e aminas primárias. Iminas têm sido sugeridos Oximas podem ser formadas pela N- hidroxilação de iminas e aminas primárias. Iminas têm sido sugeridos 
como intermediários na formação de oximas a partir de aminas primárias (Figura 7.6).
126 Metabolismo de substâncias tóxicas
NCOCH 3NCOCH 3
H
( a) formação de hidroxilamina( a) formação de hidroxilamina( a) formação de hidroxilamina
2-Acetilaminofluoreno
NCOCH 3NCOCH 3
OH
N-hidroxi-2-acetilaminofluoreno
H 3 CH 3 CH 3 C
CH 3CH 3
CCH
CH 3CH 3
O 
NH
O NOH CCH
( b) formação de oxima( b) formação de oxima( b) formação de oxima
Trimethylacetophenone
imina
Trimethylacetophenone
oxima
Figura 7.6 Exemplos de N- oxidação.Figura 7.6 Exemplos de N- oxidação.Figura 7.6 Exemplos de N- oxidação.Figura 7.6 Exemplos de N- oxidação.
Desaminação oxidativa. desaminação oxidativa da anfetamina ocorre no fígado de coelho, mas não em qualquer Desaminação oxidativa. desaminação oxidativa da anfetamina ocorre no fígado de coelho, mas não em qualquer 
extensão no fígado, quer do cão ou do rato, que tendem a hidroxilar o anel aromático. Um exame minucioso da 
reacção indica que provavelmente não é um ataque no átomo de azoto mas, em vez do átomo de carbono 
adjacente, dando origem a uma amina carbinol, que elimina o amoníaco, a produção de uma cetona:
R 2 CHNH 2R 2 CHNH 2R 2 CHNH 2R 2 CHNH 2
+ O
--- → R 2 C (OH) NH 2--- → R 2 C (OH) NH 2--- → R 2 C (OH) NH 2--- → R 2 C (OH) NH 2--- → R 2 C (OH) NH 2
- NH 3- NH 3- NH 3
--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O
O carbinol, por outra sequência de reacção, também pode dar origem a uma oxima, o qual pode ser hidrolisado para 
se obter a cetona. O carbinol é assim formado por duas vias diferentes:
R 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 OR 2 C (OH) NH2 - H 2 O--- → R 2 C = NH + O--- → R 2 C = NH + O--- → R 2 C = NH + O--- → R 2 C = NH + O--- → R 2 C = NH + O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 CNOH + H 2 O--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O--- → R 2 C = O
S-oxidação. Tioéteres, em geral, são oxidados por monooxigenases microssomais para sulfidos, alguns dos quais S-oxidação. Tioéteres, em geral, são oxidados por monooxigenases microssomais para sulfidos, alguns dos quais 
são posteriormente oxidados para sulfonas. Esta reacção é muito comum entre os insecticidas de várias classes 
químicas diferentes, incluindo carbamatos, organofosfatos, e hidrocarbonetos clorados. Trabalhos recentes 
sugerem que os membros da família CYP2C são altamente envolvido em sulfoxidation de vários compostos 
organofosforados, incluindo forato, coumaphos, demeton, e outros. O metiocarbe carbamato é oxidado para uma 
série de sulfóxidos e sulfonas, e entre os hidrocarbonetos clorados endosulfan é oxidado para sulfato de 
endossulfano e methiochlor para uma série de sulfóxidos e sulfonas, eventualmente, produzindo o bis-sulfona. 
Drogas, incluindo clorpromazina e solventes, tais como sulfóxido de dimetilo, também estão sujeitos a 
S-oxidação. O facto de QOM são enzimas de oxidação de enxofre versáteis capazes de realizar muitas das 
reacções anteriormente mencionadas levanta questões importantes quanto ao papel relativo desta enzima 
versus aquela de CYP. Assim, um reexame dos trabalhos anteriores em que muitas destas reações foram 
atribuídas a CYP é necessária.
FASE I REAÇÕES 127
P-oxidação. P - oxidação, um pouco de reacção conhecida, envolve a conversão de fosfinas trissubstituídos de P-oxidação. P - oxidação, um pouco de reacção conhecida, envolve a conversão de fosfinas trissubstituídos de P-oxidação. P - oxidação, um pouco de reacção conhecida, envolve a conversão de fosfinas trissubstituídos de 
óxidos de fosfina, por exemplo, para o óxido de diphenylmethylphosphine diphenylmethylphosphine. Embora esta 
reacção é descrita como um monooxygenation CYPdependent típico, que também é conhecido agora a ser 
catalisada pela FMO também.
Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato[(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a Dessulfuração e éster de clivagem. Os fosforotionatos [(R 1 O) 2 P (S) OU 2)] e fosforoditioato [(R 1 O) 2 P (S) SR 2] devem a 
sua actividade insecticida e a sua toxicidade para os mamíferos a uma reacção oxidativa em que o grupo = S P 
é convertido para P = O, convertendo assim os compostos de produtos químicos relativamente inactivo em 
relação a colinesterase em inibidores potentes (ver Capítulo 11, para uma discussão sobre o mecanismo de 
inibição da colinesterase). Esta reacção tem sido descrita para muitos compostos organofosforados, mas tem 
sido estudado mais intensamente no caso de paratião. Grande parte da cisão das ligações éster de fósforo em 
insecticidas organofosforados, acreditava anteriormente que seja devido à hidrólise, é agora conhecido como 
sendo devido a dearylation oxidativo. Este é um típico monooxygenation dependente de CYP, exigindo NADPH 
e ó 2e ó 2
e sendo inibida pelo CO. evidência corrente apoia a hipótese de que esta reacção de dessulfuração e 
oxidativo envolve um intermediário comum do tipo “phosphooxithirane” (Figura 7.7). Alguns insecticidas 
organofosforados, todos os fosfonatos, são activados pela FMO bem é a de CYP.
Metilenodioxi (Benzodioxole) RingCleavage. compostos metilenodioxi-fenilo, tais como safrol ou o agente sinérgico Metilenodioxi (Benzodioxole) RingCleavage. compostos metilenodioxi-fenilo, tais como safrol ou o agente sinérgico 
insecticida, butóxido de piperonilo, muitas das quais são inibidores eficazes de monooxygenations CYP, são 
eles próprios metabolizados em catecóis. O mecanismo mais provável parece ser um ataque no átomo de 
carbono de metileno, seguido pela eliminação de água para produzir um carbeno. O carbeno altamente reactivo 
quer reage com o ferro heme para formar um complexo de CYP-inibidor ou se decompõe para produzir o catecol 
(Figura 7.8).
NÃO 2NÃO 2O(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P
S
paratiom
P
OS
NÃO 2NÃO 2O(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P(C 2 H 5 O) 2 P
O
+ [S]
NÃO 2NÃO 2HO 
+ (C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -
O
+ (C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -(C 2 H 5 O) 2 PO -
S
paraoxon
p nitrofenol p nitrofenol dietil fosfato dietil 
fosforotioato
Figura 7.7 Dessulfuração e dearylation oxidativo.Figura 7.7 Dessulfuração e dearylation oxidativo.
128 Metabolismo de substâncias tóxicas
R
R 1R 1
OH
OH
+ HCHO
catechol
R
R 1 R 1 
O
CH 2CH 2
O 
R
R 1 R 1 
O
O CHOH 
R
R 1 R 1 
O
C: 
ó
carbene
Complexos com Fe + 2 do citocromo Complexos com Fe + 2 do citocromo Complexos com Fe + 2 do citocromo 
P450 para formar complexo inibidor 
metabolito
Figura 7.8 Monooxygenation de compostos metilenodioxifenilo.Figura 7.8 Monooxygenation de compostos metilenodioxifenilo.
7.2.3 A flavina-Contendo Monooxigenase (FMO)
aminas terciárias tais como trimetilamina e dimetilamina tinha sido conhecido por ser metabolizado para N- óxidos aminas terciárias tais como trimetilamina e dimetilamina tinha sido conhecido por ser metabolizado para N- óxidos aminas terciárias tais como trimetilamina e dimetilamina tinha sido conhecido por ser metabolizado para N- óxidos 
por uma oxidase microssomal amina que não era dependente de CYP. Esta enzima, agora conhecido como o 
microssomal fl avin contendo mono-oxigenase (FMO), também é dependente de NADPH e ó 2, e foi puri fi cado até à microssomal fl avin contendo mono-oxigenase (FMO), também é dependente de NADPH e ó 2, e foi puri fi cado até à microssomal fl avin contendo mono-oxigenase (FMO), também é dependente de NADPH e ó 2, e foi puri fi cado até à 
homogeneidade a partir de um número de espécies. Isolamento e caracterização da enzima a partir de amostras de 
fígado e pulmão forneceu evidência de propriedades físico-químicas que são claramente distintos e substrato 
especi fi cidades, sugerindo a presença de, pelo menos, duas isoformas diferentes. Estudos subsequentes têm veri 
fi cou a presença de múltiplas formas da enzima.
Pelo menos seis isoformas diferentes foram descritos por aminoácidos ou sequenciação de ADNc, e são 
classificados como FMO1 para FMO6. Estas isoformas partilham aproximadamente 50-60% de identidade de 
aminoácidos em todas as linhas de espécies. A identidade de ortólogos é maior do que 82%. Apesar de cada 
isoforma foi caracterizado em seres humanos, várias são essencialmente não funcional em adultos. Por 
exemplo, FMO1, expressa no embrião, desaparece de forma relativamente rápida após o nascimento. FMO2 na 
maioria dos caucasianos e asiáticos contém um codão de paragem prematuro, impedindo a expressão da 
proteína funcional. FMO2 funcional é encontrado em 26% da população Africano-Americano e talvez também na 
população hispânica. FMO3, a FMO humana predominante, é mal expressa em humanos recém-nascidos, mas 
é expressa na maioria dos indivíduos por um ano de idade. Sexo expressão independente de FMO3 
(contrastando com o que é observado em outros mamíferos) continua a aumentar ao longo da infância, atingindo 
níveis máximos de expressão na idade adulta. Várias formas polimórficas de FMO3 são responsáveis ​​pela 
doença, trimethylamineuria, também conhecido como “síndrome do odor sh fi,” caracterizada pela incapacidade 
de alguns indivíduos para converter a trimetilamina com mau odor, quer a partir da dieta ou do metabolismo, 
para o seu N-óxido inodoro. Embora a transcrição FMO4 é encontrada em várias espécies, a proteína ainda tem 
de ser expressa com sucesso em qualquer espécie. Embora FMO5 é expresso em seres humanos em níveis 
baixos, a fraca actividade catalica de FMO5 para a maioria dos substratos de FMO clássicos sugere que tem 
participação mínima na oxidação de xenobióticos.
FASE I REAÇÕES 129
Substratos contendo nucleopohiles moles (por exemplo, azoto, enxofre, fósforo e selénio) são bons 
candidatos para a oxidação FMO (Figura 7.9). Uma lista curta de substratos conhecidos incluem drogas, tais 
como dimetilanilina, imipramina, tiobenzamida, clorpromazina, prometazina, cimetidina, e tamoxifeno; 
pesticidas, tais como forato, fonofos, e metiocarbe; agentes ambientais, incluindo o agente cancerígeno 2-amino 
fl uorine, e a nicotina neurotóxicos e 1-metil-4phenyl-1,2,3,6-tetra-hidropiridina (MPTP). Embora não