臨床生物化學(xué)/生物轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類型
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通常將生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)分為兩相反應(yīng)。第一相反應(yīng)包括氧化、還原、水解反應(yīng)，第二相反應(yīng)即結(jié)合反應(yīng)。每一相反應(yīng)又各自包括多種不同的反應(yīng)，分別在不同的部位中進行（表10-1）。
表10-1 生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的一般類型
| 反應(yīng)類型 | 反應(yīng)性質(zhì) | 細(xì)胞內(nèi)酶的主要定位 | |
| 羥化反應(yīng) | 微粒體 | ||
| 第 | 脫烷基反應(yīng) | 微粒體 | |
| 環(huán)氧化反應(yīng) | 微粒體 | ||
| 一 | 氧化 | 脫硫反應(yīng) | 微粒體 |
| 脫鹵反應(yīng) | 微粒體 | ||
| 醇氧化反應(yīng) | 胞液為主、微粒體少量 | ||
| 相 | 醛氧化反應(yīng) | 胞液、線粒體 | |
| 脫氨反應(yīng) | 微粒體、線粒體 | ||
| 反 | 還原 | 醛還原反應(yīng) | 胞液 |
| 偶氮還原反應(yīng) | 微粒體 | ||
| 應(yīng) | 硝基還原反應(yīng) | 微粒體、胞液 | |
| 水解 | 酯水解反應(yīng) | 微粒體、胞液 | |
| 酰胺水解反應(yīng) | 微粒體、胞液 | ||
| 第 | 葡萄糖醛酸結(jié)合 | 微粒體 | |
| 二 | 甘氨酸結(jié)合 | 線粒體 | |
| 相 | 結(jié)合 | 乙酰化反應(yīng) | 胞液 |
| 反 | 甲基化反應(yīng) | 胞液 | |
| 應(yīng) | 谷胱甘肽結(jié)合 | 胞液 | |
| 硫酸結(jié)合 | 胞液 | ||
（一）第一相反應(yīng)
大多數(shù)毒物、藥物等進入肝細(xì)胞后，常先進行氧化反應(yīng)，有些可被水解，少數(shù)物質(zhì)被還原。經(jīng)過氧化、還原和水解作用，一般能使非極性的化合物產(chǎn)生帶氧的極性基團，從而使其水溶性增加以便于排泄，同時也改變了藥物或毒物分子原有的某些功能基團，或產(chǎn)生新的功能基團使毒物解毒或活化，使某些藥物的藥理活化發(fā)生變化，使某些致癌物質(zhì)活化或滅活。
⒈氧化作用在肝細(xì)胞的微粒體、線粒體及胞液中含有參與生物轉(zhuǎn)化的不同的氧化酶系，包括加單氧酶系、胺氧化酶系脫氧酶系（表10-2）。
表10-2 與生物轉(zhuǎn)化有關(guān)的幾種氧化酶類
| 酶系 | 細(xì)胞內(nèi)定位 | 反應(yīng)式及舉例 |
| 加單氧酶系 | 微粒體 | RH＋O2＋NADPH＋H+→ROH＋NADP+ |
| （混合功能氧化酶） | （滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)） | ＋H2O（如烴類的氧化等） |
| 胺氧化酶系 | 線粒體 | RCH2NH2＋O2＋H2O→RCHO＋NH3＋H2O2 |
| （如單胺氧化酶催化組胺、酪胺等的氧化） | ||
| 脫氫酶系 | 胞液 | RCH2OH＋NAD+→RCHO＋NADH＋H+ |
| 線粒體 | RCHO→RCOOH | |
| （如醇脫氫酶及醛脫氫酶催化的反應(yīng)） |
存在于微粒體中的以細(xì)胞色素P450為重要成分的加單氧酶系具有十分重要的生理意義。在該系統(tǒng)所催化的反應(yīng)中，由于氧分子中的一個氧原子摻入到底物中，而另一個氧原子使NADPH氧化生成水，即一種氧分子發(fā)揮了兩種功能，故又稱混合功能氧化酶，從底物的角度來看，只摻入一個原子的氧，故稱加單氧酶。
應(yīng)當(dāng)指出：依賴細(xì)胞色素P450的電子傳遞系統(tǒng)存在于各種生物膜系統(tǒng)中。在高等動物組織中有微粒體型及線粒體內(nèi)膜型兩大類。微粒體型又包括單一電子傳遞系統(tǒng)和復(fù)合電子傳遞系統(tǒng)，后者中既有NADPH參與，又有NADP參與。線粒體內(nèi)膜型則有鐵氧還原蛋白、NADPH及細(xì)胞色素P450參加。多樣的細(xì)胞色素P450系統(tǒng)催化外來異物的羥化和脫烷基反應(yīng)，還參與類固醇激素的生物合成、滅活膽汁酸的生物合成及維生素D3的羥化反應(yīng)等。許多毒物、藥物或致癌物經(jīng)過混合功能氧化酶的催化而產(chǎn)生各種羥化反應(yīng)產(chǎn)物?，F(xiàn)將微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應(yīng)類型列于表10-3。
表10-3 微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應(yīng)類型
⒉還原作用肝細(xì)胞中生物轉(zhuǎn)化的還原反應(yīng)主要有偶氮還原酶和硝基還原酶所催化的兩類反應(yīng)。硝基還原酶存在于肝、腎、肺等細(xì)胞微粒體中，是FAD型還原酶，可使對-硝基苯甲酸、硝基苯、氯霉素等的－NO2還原成－NH2，反應(yīng)在厭氧條件下進行，由NADH供氫。偶氮還原酶存在于肝細(xì)胞微粒體中，由NADPH供氫，中間經(jīng)氫偶氮復(fù)合物最后生成胺，反應(yīng)可在有氧條件下進行，此酶屬P450酶類。
⒊水解作用如某些酯類（普魯卡因）、酰胺類（異丙異菸肼）及糖苷類化合物（洋地黃毒苷）可分別在酯酶、酰胺酶、糖苷酶等水解酶的作用下被水解。這類酶在體內(nèi)分布廣泛，種類繁多，肝外組織也含有這些酶類。
（二）第二相反應(yīng)
有機毒物或藥物，特別是具有極性基團的物質(zhì)，不論是否經(jīng)過氧化、還原及水解反應(yīng)，大多要與體內(nèi)其他化合物或基團相結(jié)合，從而遮蓋了藥物或毒物分子中的某些功能基團，使它們的生物活性、分子大小以及溶解度等發(fā)生改變，這就是生物轉(zhuǎn)化中的結(jié)合反應(yīng)。結(jié)合反應(yīng)往往屬于耗能反應(yīng)，它在保護有機體不受外來異物毒害、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面具有重要意義。結(jié)合反應(yīng)可在肝細(xì)胞的微粒體、胞液和線粒體內(nèi)進行。不同形式的結(jié)合反應(yīng)由肝內(nèi)特異的酶系所催化。常見的結(jié)合反應(yīng)有葡萄糖醛酸結(jié)合、硫酸結(jié)合、乙?；?/a>結(jié)合、甘氨酰基結(jié)合、甲基結(jié)合、谷胱甘肽結(jié)合及水化等。但其中以葡萄糖醛酸結(jié)合最為重要。（表10-4）。
表10-4 結(jié)合反應(yīng)的主要類型
| 結(jié)合反應(yīng) | 結(jié)合基團的直接供體 | 酶類 | 酶定位 | 底物類型 |
| 葡萄糖醛酸結(jié)合 | 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA） | 葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶 | 微粒體 | 酚、醇、羧酸、胺、羥胺、磺胺、巰基化合物等 |
| 硫酸結(jié)合 | 3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸（PAPS） | 硫酸轉(zhuǎn)移酶 | 胞液 | 醇、酚、芳香胺類 |
| 乙?；Y(jié)合 | 乙酰輔酶A | 乙?；D(zhuǎn)移酶 | 胞液 | 芳香胺、胺類、氯基酸 |
| 甘氨?；Y(jié)合 | 甘氨酸（Gly） | ?；D(zhuǎn)移酶 | 線粒體 | ?；?/a>CoA（如苯甲酰CoA） |
| 甲基結(jié)合 | S-腺苷蛋氨酸（SAM） | 甲基轉(zhuǎn)移酶 | 胞液 | 生物胺、吡啶喹啉、異吡唑等 |
| 谷胱甘肽結(jié)合 | 谷胱甘肽（GSH） | 谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶 | 胞液 | 鹵化有機物、環(huán)氧化物、溴酚酜、胰島素等 |
| 水化 | H2O | 環(huán)氧水化酶 | 微粒體 | 不穩(wěn)定的環(huán)氧化物（如環(huán)氧萘） |
 肝的生物轉(zhuǎn)化功能 | 致癌物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化  |
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