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Cytochrome P450/ja: Difference between revisions

Cytochrome P450/ja
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Created page with "{| class="wikitable" | '''ファミリー''' || '''機能''' || '''メンバー''' || '''遺伝子''' || '''偽遺伝子''' |- | '''CYP1''' || 薬物およびステロイド（特にエストロゲン）の代謝、ベンゾ[''a'']ピレンの毒化（(+)-ベンゾ[''a'']ピレン-7,8-ジヒドロジオール-9,10-エポキシドを形成する） || 3サブファミリー、..."
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P450酵素をコードする[[Gene/ja|遺伝子]]および酵素自体は、[[protein superfamily/ja|スーパーファミリー]]を表す[[gene nomenclature/ja#Symbol and name|ルート記号]]'''CYP'''の後に、[[gene family/ja|遺伝子ファミリー]]を表す数字、サブファミリーを表す大文字、個々の遺伝子を表す別の数字が続く。遺伝子に言及する際には''[[:en:Italic type|イタリック体]]''で表記するのが慣例である。例えば、''CYP2E1'' は[[paracetamol/ja|パラセタモール]]（アセトアミノフェン）の代謝に関与する酵素の一つである[[CYP2E1/ja|CYP2E1]]をコードする遺伝子である。''CYP''命名法は公式の命名規則であるが、'''CYP450'''または'''CYP<sub>450</sub>'''が同義語として用いられることもある。これらの名称は、命名規則に従って（ファミリー番号450のP450を示すため）決して使用すべきではない。しかし、P450の遺伝子名や酵素名の中には、歴史的な名称（例えば、CYP102A1のP450<sub>BM3</sub>）や、触媒活性や基質として使用される化合物の名称を示す機能名で呼ばれるものもある。例えば、[[CYP5A1/ja|CYP5A1]]、[[thromboxane/ja|トロンボキサン]]A<sub>2</sub>合成, [[Thromboxane-A synthase/ja|TBXAS1]]（'''T'''hrom'''B'''o'''X'''ane '''A'''<sub>2</sub> '''S'''ynthase '''1'''）、[[CYP51A1/ja|CYP51A1]], ラノステロール14-α-デメチラーゼ、基質（'''L'''anosterol）と活性（'''D'''e'''M'''ethylation）により、非公式にLDMと略されることもある。
P450酵素をコードする[[Gene/ja|遺伝子]]および酵素自体は、[[protein superfamily/ja|スーパーファミリー]]を表す[[gene nomenclature/ja#Symbol and name|ルート記号]]'''CYP'''の後に、[[gene family/ja|遺伝子ファミリー]]を表す数字、サブファミリーを表す大文字、個々の遺伝子を表す別の数字が続く。遺伝子に言及する際には''[[:en:Italic type|イタリック体]]''で表記するのが慣例である。例えば、''CYP2E1'' は[[paracetamol/ja|パラセタモール]]（アセトアミノフェン）の代謝に関与する酵素の一つである[[CYP2E1/ja|CYP2E1]]をコードする遺伝子である。''CYP''命名法は公式の命名規則であるが、'''CYP450'''または'''CYP<sub>450</sub>'''が同義語として用いられることもある。これらの名称は、命名規則に従って（ファミリー番号450のP450を示すため）決して使用すべきではない。しかし、P450の遺伝子名や酵素名の中には、歴史的な名称（例えば、CYP102A1のP450<sub>BM3</sub>）や、触媒活性や基質として使用される化合物の名称を示す機能名で呼ばれるものもある。例えば、[[CYP5A1/ja|CYP5A1]]、[[thromboxane/ja|トロンボキサン]]A<sub>2</sub>合成, [[Thromboxane-A synthase/ja|TBXAS1]]（'''T'''hrom'''B'''o'''X'''ane '''A'''<sub>2</sub> '''S'''ynthase '''1'''）、[[CYP51A1/ja|CYP51A1]], ラノステロール14-α-デメチラーゼ、基質（'''L'''anosterol）と活性（'''D'''e'''M'''ethylation）により、非公式にLDMと略されることもある。


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現在の命名法ガイドラインでは、新しいCYPファミリーのメンバーは少なくとも40%の[[amino acid/ja|アミノ酸]]同一性を共有し、サブファミリーのメンバーは少なくとも55%のアミノ酸同一性を共有することが推奨されている。
現在の命名法ガイドラインでは、新しいCYPファミリーのメンバーは少なくとも40%の[[amino acid/ja|アミノ酸]]同一性を共有し、サブファミリーのメンバーは少なくとも55%のアミノ酸同一性を共有することが推奨されている。命名法委員会は、基本遺伝子名（[http://drnelson.uthsc.edu/CytochromeP450.html Cytochrome P450 Homepage] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100627184446/http://drnelson.uthsc.edu/CytochromeP450.html |date=2010-06-27 }}）と[[allele/ja|対立遺伝子]]名（[https://www.pharmvar.org// CYP Allele Nomenclature Committee])の両方を割り当て、追跡している。
命名法委員会は、基本遺伝子名（[http://drnelson.uthsc.edu/CytochromeP450.html Cytochrome P450 Homepage] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100627184446/http://drnelson.uthsc.edu/CytochromeP450.html |date=2010-06-27 }}）と[[allele/ja|対立遺伝子]]名（[https://www.pharmvar.org// CYP Allele Nomenclature Committee]）の両方を割り当て、追跡している。
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== 分類 ==
== 分類 ==
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ヒトには57の遺伝子と59以上の[[pseudogene/ja|偽遺伝子]]があり、18のシトクロームP450遺伝子ファミリーと43のサブファミリーに分かれている。これは遺伝子とそれらがコードするタンパク質の要約である。詳しい情報はシトクロームP450命名法委員会のホームページを参照のこと。
ヒトには57の遺伝子と59以上の[[pseudogene/ja|偽遺伝子]]があり、18のシトクロームP450遺伝子ファミリーと43のサブファミリーに分かれている。これは遺伝子とそれらがコードするタンパク質の要約である。詳しい情報はシトクロームP450命名法委員会のホームページを参照のこと。


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| '''ファミリー''' || '''機能''' || '''メンバー''' || '''遺伝子''' || '''偽遺伝子'''
| '''ファミリー''' || '''機能''' || '''メンバー''' || '''遺伝子''' || '''偽遺伝子'''
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  | '''CYP5''' ||  [[thromboxane/ja|トロンボキサン]] A<sub>2</sub> [[thromboxane-A synthase/ja|合成]]  || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[Thromboxane-A synthase/ja|CYP5A1]] ||
  | '''CYP5''' ||  [[thromboxane/ja|トロンボキサン]] A<sub>2</sub> [[thromboxane-A synthase/ja|合成]]  || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[Thromboxane-A synthase/ja|CYP5A1]] ||
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  | '''CYP7''' ||  [[bile acid/ja|[胆汁酸]]生合成 ステロイド核の7α水酸化酵素  || 2サブファミリー, 2遺伝子  ||  [[CYP7A1/ja|CYP7A1]], [[CYP7B1/ja|CYP7B1]] ||
  | '''CYP7''' ||  [[bile acid/ja|胆汁酸]]生合成 ステロイド核の7α水酸化酵素  || 2サブファミリー, 2遺伝子  ||  [[CYP7A1/ja|CYP7A1]], [[CYP7B1/ja|CYP7B1]] ||
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  | '''CYP8'''  || ''さまざま''  || 2サブファミリー, 2遺伝子  ||  [[CYP8A1/ja|CYP8A1]] ([[prostacyclin/ja|プロスタサイクリン]]合成酵素), [[CYP8B1/ja|CYP8B1]] (胆汁酸生合成) ||
  | '''CYP8'''  || ''さまざま''  || 2サブファミリー, 2遺伝子  ||  [[CYP8A1/ja|CYP8A1]] ([[prostacyclin/ja|プロスタサイクリン]]合成酵素), [[CYP8B1/ja|CYP8B1]] (胆汁酸生合成) ||
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  | '''CYP11''' ||  [[steroid/ja]]生合成 || 2サブファミリー, 3遺伝子  ||  [[CYP11A1/ja|CYP11A1]], [[CYP11B1/ja|CYP11B1]], [[CYP11B2/ja|CYP11B2]] ||
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  | '''CYP17''' ||  [[steroid]] biosynthesis, 17-alpha hydroxylase || 1 subfamily, 1 gene   ||  [[CYP17A1]] ||
  | '''CYP17''' ||  [[steroid/ja|ステロイド]]生合成、17α水酸化酵素 || 1サブファミリー, 1遺伝子   ||  [[CYP17A1/ja|CYP17A1]] ||
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  | '''CYP19''' ||  [[steroid/ja|ステロイド]]生合成、17α水酸化酵素: [[aromatase/ja|アロマターゼ]]は[[estrogen/ja|エストロゲン]]を合成する。  || 1サブファミリー, 1遺伝子 ||  [[CYP19A1/ja|CYP19A1]] ||
  | '''CYP19''' ||  [[steroid/ja|ステロイド]]生合成、17α水酸化酵素: [[aromatase/ja|アロマターゼ]]は[[estrogen/ja|エストロゲン]]を合成する。  || 1サブファミリー, 1遺伝子 ||  [[CYP19A1/ja|CYP19A1]] ||
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  | '''CYP20''' ||  機能不明  || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[CYP20A1/ja|CYP20A1]] ||
  | '''CYP20''' ||  機能不明  || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[CYP20A1/ja|CYP20A1]] ||
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  | '''CYP21''' ||  [[steroid/ja]]生合成 || 1サブファミリー, 1遺伝子, 1偽遺伝子  ||  [[CYP21A2/ja|CYP21A2]] || [[CYP21A1P/ja|CYP21A1P]]
  | '''CYP21''' ||  [[steroid/ja|ステロイド]]生合成 || 1サブファミリー, 1遺伝子, 1偽遺伝子  ||  [[CYP21A2/ja|CYP21A2]] || [[CYP21A1P/ja|CYP21A1P]]
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  | '''CYP24''' ||  [[vitamin D/ja]]劣化 || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[CYP24A1/ja|CYP24A1]] ||
  | '''CYP24''' ||  [[vitamin D/ja]]劣化 || 1サブファミリー, 1遺伝子  ||  [[CYP24A1/ja|CYP24A1]] ||
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  | '''CYP46''' ||  [[cholesterol/ja|コレステロール]]24-水酸化酵素 || 1サブファミリー, 1遺伝子, 1偽遺伝子  ||  [[CYP46A1/ja|CYP46A1]] || CYP46A4P
  | '''CYP46''' ||  [[cholesterol/ja|コレステロール]]24-水酸化酵素 || 1サブファミリー, 1遺伝子, 1偽遺伝子  ||  [[CYP46A1/ja|CYP46A1]] || CYP46A4P
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  | '''CYP51''' ||  [[cholesterol/ja|コレステロール]]生合成  || 1サブファミリー, 1遺伝子, 3偽遺伝子 ||  [[CYP51A1/ja|CYP51A1]] ([[lanosterol/ja|ラノステロール］ 14α脱メチル化酵素) || CYP51P1, CYP51P2, CYP51P3
  | '''CYP51''' ||  [[cholesterol/ja|コレステロール]]生合成  || 1サブファミリー, 1遺伝子, 3偽遺伝子 ||  [[CYP51A1/ja|CYP51A1]] ([[lanosterol/ja|ラノステロール]] 14α脱メチル化酵素) || CYP51P1, CYP51P2, CYP51P3
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== 他の種のP450 ==
== P450s in other species ==
{{Anchor|P450s in other species}}
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== 動物 ===
=== Animals ===
他の動物はヒトよりも多くのP450遺伝子を持つことが多い。報告されている数は、海綿動物''[[Amphimedon queenslandica/ja|Amphimedon queenslandica]]''の35遺伝子から、頭索動物''[[Branchiostoma floridae/ja|Branchiostoma floridae]]''の235遺伝子に及ぶ。[[mice/ja|マウス]]は101のP450の遺伝子を持っており、[[sea urchin/ja|ウニ]]はさらに多い（おそらく120もの遺伝子を持っている）。
Other animals often have more P450 genes than humans do. Reported numbers range from 35 genes in the sponge ''[[Amphimedon queenslandica]]'' to 235 genes in the cephalochordate ''[[Branchiostoma floridae]]''. [[Mice]] have genes for 101 P450s, and [[sea urchin]]s have even more (perhaps as many as 120 genes).
ほとんどのCYP酵素はモノオキシゲナーゼ活性を持つと推定されており、これまで研究されてきたほとんどの哺乳類のCYPがそうである（例えば、[[aromatase/ja|CYP19]]や[[Thromboxane-A synthase/ja|CYP5]]を除く）。[[gene/ja|遺伝子]]や[[genome sequencing/ja|ゲノムの配列決定]]は、酵素機能の[[biochemical/ja|生化学的]]特徴付けをはるかに凌駕しているが、機能が知られているCYPに近い[[homology (biology)/ja|相同性]]を持つ多くの遺伝子が見つかっており、機能性を知る手がかりとなっている。
Most CYP enzymes are presumed to have monooxygenase activity, as is the case for most mammalian CYPs that have been investigated (except for, e.g., [[aromatase|CYP19]] and [[Thromboxane-A synthase|CYP5]]). [[Gene]] and [[genome sequencing]] is far outpacing [[biochemical]] characterization of enzymatic function, though many genes with close [[homology (biology)|homology]] to CYPs with known function have been found, giving clues to their functionality.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ヒト以外の動物で最もよく研究されるP450のクラスは、[[developmental biology|発達]]に関与するもの（例えば、[[retinoic acid/ja|レチノイン酸]]や[[hormone/ja|ホルモン]]代謝）、または毒性化合物（[[heterocyclic amine/ja|複素環アミン]]や[[polyaromatic hydrocarbons/ja|多芳香族炭化水素]]など）の代謝に関与するものである。多くの場合、近縁動物におけるP450の[[gene regulation/ja|遺伝子制御]]や[[enzyme function/ja|酵素機能]]に違いがあり、毒性化合物に対する感受性の違いを説明することができる（例：イヌはカフェインなどのキサンチンを代謝できない）。薬物の中には、異なる酵素を介して両方の種で代謝を受け、異なる代謝物を生じるものもあれば、ある種では代謝されるが別の種ではそのまま排泄されるものもある。このため、ある物質に対するある種の反応は、ヒトにおけるその物質の効果を示す信頼できる指標とはならない。サボテン腐敗の解毒に[[CYP28A1/ja|CYP28A1]]遺伝子の発現上昇を利用するソノラ砂漠のショウジョウバエの一種に''[[Drosophila mettleri/ja|Drosophila mettleri]]''がある。この種のハエは、宿主植物中の高レベルのアルカロイドにさらされることにより、この遺伝子のアップレギュレーションに適応した。
The classes of P450s most often investigated in non-human animals are those either involved in [[developmental biology|development]] (e.g., [[retinoic acid]] or [[hormone]] metabolism) or involved in the metabolism of toxic compounds (such as [[heterocyclic amine]]s or [[polyaromatic hydrocarbons]]). Often there are differences in [[gene regulation]] or [[enzyme function]] of P450s in related animals that explain observed differences in susceptibility to toxic compounds (ex. canines' inability to metabolize xanthines such as caffeine). Some drugs undergo metabolism in both species via different enzymes, resulting in different metabolites, while other drugs are metabolized in one species but excreted unchanged in another species. For this reason, one species's reaction to a substance is not a reliable indication of the substance's effects in humans. A species of Sonoran Desert Drosophila that uses an upregulated expression of the [[CYP28A1]] gene for detoxification of cacti rot is ''[[Drosophila mettleri]]''. Flies of this species have adapted an upregulation of this gene due to exposure of high levels of alkaloids in host plants.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
P450は[[mice/ja|マウス]]、[[rat/ja|ラット]]、[[dog/ja|イヌ]]で広く調べられてきたが、[[zebrafish/ja|ゼブラフィッシュ]]ではあまり調べられてこなかった。最近では、鳥類、特に七面鳥でもP450が発見されており、ヒトのがん研究の有用なモデルになるかもしれない。七面鳥の[[CYP1A5/ja|CYP1A5]]と[[CYP3A37/ja|CYP3A37]]は、それぞれヒトの[[CYP1A2/ja|CYP1A2]]と[[CYP3A4/ja|CYP3A4]]に速度論的特性やアフラトキシンB1の代謝において非常に類似していることが判明した。
P450s have been extensively examined in [[mice]], [[rat]]s, [[dog]]s, and less so in [[zebrafish]], in order to facilitate use of these [[model organisms]] in [[drug discovery]] and [[toxicology]]. Recently P450s have also been discovered in avian species, in particular turkeys, that may turn out to be a useful model for cancer research in humans. [[CYP1A5]] and [[CYP3A37]] in turkeys were found to be very similar to the human [[CYP1A2]] and [[CYP3A4]] respectively, in terms of their kinetic properties as well as in the metabolism of aflatoxin B1.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
CYPは[[insect/ja|昆虫]]でも盛んに研究されており、その多くは[[pesticide resistance/ja|殺虫剤耐性]]を理解するためである。 例えば、[[CYP6G1/ja|CYP6G1]]は[[DDT/ja|DDT]]耐性の''[[Drosophila melanogaster/ja|ショウジョウバエ]]''の殺虫剤耐性と関連しており、[[malaria/ja|マラリア]]媒介蚊''[[Anopheles gambiae/ja|アノフェレス・ガンビエ]]''の[[CYP6M2/ja|CYP6M2]]は[[pyrethroids/ja|ピレスロイド]]を直接代謝することができる。
CYPs have also been heavily studied in [[insect]]s, often to understand [[pesticide resistance]].  For example, [[CYP6G1]] is linked to insecticide resistance in [[DDT]]-resistant ''[[Drosophila melanogaster]]'' and [[CYP6M2]] in the mosquito [[malaria]] vector ''[[Anopheles gambiae]]'' is capable of directly metabolizing [[pyrethroids]].
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== 微生物 ===
=== Microbial ===
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
微生物のシトクロムP450は多くの場合可溶性酵素であり、多様な代謝過程に関与している。細菌におけるP450の分布は非常に多様で、多くの細菌はP450を持たない（例えば''大腸菌''）。放線菌を中心に、多数のP450を持つ細菌もいる。これまでに同定されているものは、一般的に、異種化合物の生体内変換（例えば、''[[Streptomyces griseolus/ja|Streptomyces griseolus]]''由来の[[Vitamin D3 dihydroxylase/ja|CYP105A1]]は[[sulfonylurea herbicide/ja|スルホニルウレア除草剤]]を毒性の低い誘導体に代謝する）に関与しているか、特殊な代謝産物生合成経路の一部である（例えば、[[CYP170B1/ja|CYP170B1]]は[[Streptomyces albus/ja|Streptomyces albus]]の[[sesquiterpenoid/ja|セスキテルペノイド]]アルバフラベノンの生産を触媒する）。微生物において必須であることが示されているP450はまだないが、[[CYP105 family/ja|CYP105ファミリー]]は高度に保存されており、これまでに配列決定されたすべての[[streptomycete/ja|放線菌]]ゲノムに代表的なものが存在する。バクテリアのP450酵素は溶解性が高いため、主に膜に結合している真核生物のP450よりも扱いやすいと一般に考えられている。このことは、P450が触媒する驚くべき化学反応と相まって、試験管内で[[heterologously expressed protein/ja|異種発現タンパク質]]を用いた多くの研究につながっている。P450が生体内でどのような働きをするのか、天然の基質は何なのか、そしてP450が自然環境におけるバクテリアの生存にどのように貢献しているのかを調べた研究はほとんどない。構造的・機構的研究に大きく貢献した3つの例をここに挙げるが、多くの異なるファミリーが存在する。
Microbial cytochromes P450 are often soluble enzymes and are involved in diverse metabolic processes. In bacteria the distribution of P450s is very variable with many bacteria having no identified P450s (e.g. ''E.coli''). Some bacteria, predominantly actinomycetes, have numerous P450s. Those so far identified are generally involved in either biotransformation of xenobiotic compounds (e.g. [[Vitamin D3 dihydroxylase|CYP105A1]] from ''[[Streptomyces griseolus]]'' metabolizes [[sulfonylurea herbicide]]s to less toxic derivatives) or are part of specialised metabolite biosynthetic pathways (e.g. [[CYP170B1]] catalyses production of the [[sesquiterpenoid]] albaflavenone in ''[[Streptomyces albus]]''). Although no P450 has yet been shown to be essential in a microbe, the [[CYP105 family]] is highly conserved with a representative in every [[streptomycete]] genome sequenced so far. Due to the solubility of bacterial P450 enzymes, they are generally regarded as easier to work with than the predominantly membrane bound eukaryotic P450s. This, combined with the remarkable chemistry they catalyse, has led to many studies using the [[heterologously expressed protein]]s in vitro. Few studies have investigated what P450s do in vivo, what the natural substrate(s) are and how P450s contribute to survival of the bacteria in the natural environment.Three examples that have contributed significantly to structural and mechanistic studies are listed here, but many different families exist.
* 多くのシトクロムP450のモデルとして使用されており、X線結晶構造解析によって解かれた最初の[[Cytochrome P450 cam/ja|シトクロムP450立体構造]]である。 この酵素は、[[putidaredoxin/ja|プチダレドキシン]]、2Fe-2Sクラスター含有タンパク質補因子からの2段階の電子伝達からなる樟脳水酸化触媒サイクルの一部である。
* [[Cytochrome P450 cam]] (CYP101A1) originally from ''[[Pseudomonas putida]]'' has been used as a model for many cytochromes P450 and was the first cytochrome P450 three-dimensional protein structure solved by X-ray crystallography.  This enzyme is part of a camphor-hydroxylating catalytic cycle consisting of two electron transfer steps from [[putidaredoxin]], a 2Fe-2S cluster-containing protein cofactor.
* 放線菌''[[Saccharopolyspora erythraea/ja|Saccharopolyspora erythraea]]''に由来する[[Cytochrome P450 eryF/ja|シトクロムP450 eryF]]（CYP107A1）は、[[antibiotic/ja|抗生物質]]の生合成を担う。マクロライドである6-デオキシエリスロノライドBのC6-ヒドロキシル化による[[erythromycin/ja|エリスロマイシン]]の生合成を担っている。
* [[Cytochrome P450 eryF]] (CYP107A1) originally from the actinomycete bacterium ''[[Saccharopolyspora erythraea]]'' is responsible for the biosynthesis of the [[antibiotic]] [[erythromycin]] by C6-hydroxylation of the macrolide 6-deoxyerythronolide B.
* 土壌細菌''[[Bacillus megaterium/ja|Bacillus megaterium]]''由来の[[Cytochrome P450 BM3/ja|シトクロムP450 BM3]] (CYP102A1)は、ω-1位からω-3位までのいくつかの[[ong-chain fatty acid/ja|長鎖脂肪酸]]のNADPH依存的な水酸化を触媒する。ほとんど全ての既知のCYP（CYP505A1、シトクロムP450フォクシーを除く）とは異なり、CYPドメインと電子供与性補酵素との天然の融合タンパク質を構成している。したがって、BM3はバイオテクノロジーの応用において非常に有用である可能性がある。
* [[Cytochrome P450 BM3]] (CYP102A1) from the soil bacterium ''[[Bacillus megaterium]]'' catalyzes the NADPH-dependent hydroxylation of several [[long-chain fatty acid]]s at the ω–1 through ω–3 positions. Unlike almost every other known CYP (except CYP505A1, cytochrome P450 foxy), it constitutes a natural fusion protein between the CYP domain and an electron donating cofactor. Thus, BM3 is potentially very useful in biotechnological applications.
* [[thermophillic/ja|好熱菌]]である[[Sulfolobus solfataricus/ja|Sulfolobus solfataricus]]から単離されたシトクロムP450 119（[[CYP119A1/ja|CYP119A1]]）は、様々なメカニズム研究に利用されている。好熱性酵素は高温で機能するように進化したため、室温では（機能するとしても）ゆっくりと機能する傾向があり、そのため優れた機構モデルとなっている。
* Cytochrome P450 119 ([[CYP119A1]]) isolated from the [[thermophillic]] archea ''[[Sulfolobus solfataricus]]''  has been used in a variety of mechanistic studies. Because thermophillic enzymes evolved to function at high temperatures, they tend to function more slowly at room temperature (if at all) and are therefore excellent mechanistic models.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== 菌類 ===
=== Fungi ===
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
一般的に使用される[[Antifungal drug/ja#Imidazole, triazole, and thiazole antifungals|アゾール系]]クラスの抗真菌薬は、真菌の[[cytochrome P450 14α-demethylase/ja|シトクロームP450 14α-デメチラーゼ]]を阻害することで作用する。これにより、[[lanosterol/ja|ラノステロール]]から真菌細胞膜の成分である[[ergosterol/ja|エルゴステロール]]への変換が阻害される。 (これはヒトのP450には異なる感受性があるため有用であるだけで、このクラスの[[antifungals/ja|抗真菌薬]]はこのように作用する)
The commonly used [[Antifungal drug#Imidazole, triazole, and thiazole antifungals|azole]] class antifungal drugs work by inhibition of the fungal [[cytochrome P450 14α-demethylase]]. This interrupts the conversion of [[lanosterol]] to [[ergosterol]], a component of the fungal cell membrane.  (This is useful only because humans' P450 have a different sensitivity; this is how this class of [[antifungals]] work.)
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
真菌のP450については、多くの真菌がヒトに対して[[Pathogenic fungi/ja|病原性]]（[[Candida (fungus)/ja|カンジダ]][[yeast/ja|酵母]]や[[aspergillus/ja|アスペルギルス]]などなど）であり、植物に対しても病原性真菌であるため、重要な研究が進行中である。
Significant research is ongoing into fungal P450s, as a number of fungi are [[Pathogenic fungi|pathogenic]] to humans (such as [[Candida (fungus)|Candida]] [[yeast]] and [[Aspergillus]]) and to plants.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
''[[Cunninghamella elegans/ja|Cunninghamella elegans]]''は、哺乳類の薬物代謝モデルとして使える候補である。
''[[Cunninghamella elegans]]'' is a candidate for use as a model for mammalian drug metabolism.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== 植物 ===
=== Plants ===
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
シトクロムP450は植物の成長、発生、防御の様々な過程に関与している。P450遺伝子は植物ゲノムの約1％を占めると推定されている。これらの酵素は、様々な[[fatty acid/ja|脂肪酸]]抱合体、[[plant hormone/ja|植物ホルモン]]、[[secondary metabolite/ja|二次代謝産物]]、[[lignin/ja|リグニン]]、様々な防御化合物につながる。
Cytochromes P450 are involved in a variety of processes of plant growth, development, and defense. It is estimated that P450 genes make up approximately 1% of the plant genome. These enzymes lead to various [[fatty acid]] conjugates, [[plant hormone]]s, [[secondary metabolite]]s, [[lignin]]s, and a variety of defensive compounds.
</div>


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
シトクロムP450は植物防御において重要な役割を担っており、フィトアレキシン生合成、ホルモン代謝、多様な二次代謝産物の生合成に関与している。シトクロムP450遺伝子の発現は環境ストレスに応答して制御されることから、植物の防御機構において重要な役割を担っていることが示唆される。
Cytochromes P450 play an important role in plant defense– involvement in phytoalexin biosynthesis, hormone metabolism, and biosynthesis of diverse secondary metabolites. The expression of cytochrome p450 genes is regulated in response to environmental stresses indicative of a critical role in plant defense mechanisms.
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ファイトアレキシンは、植物が病原菌に反応して生産する抗菌化合物であり、植物の防御機構において重要であることが示されている。ファイトアレキシンは病原体特異的ではなく、むしろ植物特異的である。しかし、それでもファイトアレキシンは様々な病原菌を攻撃することができる。シロイヌナズナはキャベツやマスタードに近縁の植物で、カマレキシンというファイトアレキシンを産生する。カマレキシンはトリプトファンに由来し、その生合成には5つのチトクロームP450酵素が関与している。5つのチトクロームP450酵素には、CYP79B2、CYP79B3、CYP71A12、CYP71A13、CYP71B15が含まれる。カマレキシン生合成の第一段階はトリプトファンからインドール-3-アセトアルドキシム（IAOx）を生成し、CYP79B2またはCYP79B3によって触媒される。その後、IAOxは直ちにインドール-3-アセトニトリル（IAN）に変換され、CYP71A13またはそのホモログであるCYP71A12によって制御される。カマレキシンの生合成経路の最後の2段階はCYP71B15によって触媒される。これらのステップでは、システイン-インドール-3-アセトニトリル（Cys(IAN)）からインドール-3-カルボン酸（DHCA）が生成され、次いでカマレキシンが生合成される。この経路には不明な中間段階がいくつかあるが、シトクロムP450がカマレキシンの生合成において極めて重要であり、この植物性アレキシンが植物の防御機構において主要な役割を果たしていることはよく理解されている。
Phytoalexins have shown to be important in plant defense mechanisms as they are antimicrobial compounds produced by plants in response to plant pathogens. Phytoalexins are not pathogen-specific, but rather plant-specific; each plant has its own unique set of phytoalexins. However, they can still attack a wide range of different pathogens. Arabidopsis is a plant closely related to cabbage and mustard and produces the phytoalexin camalexin. Camalexin originates from tryptophan and its biosynthesis involves five cytochrome P450 enzymes. The five cytochrome P450 enzymes include CYP79B2, CYP79B3, CYP71A12, CYP71A13, and CYP71B15. The first step of camalexin biosynthesis produces indole-3-acetaldoxime (IAOx) from tryptophan and is catalyzed by either CYP79B2 or CYP79B3. IAOx is then immediately converted to indole-3-acetonitrile (IAN) and is controlled by either CYP71A13 or its homolog CYP71A12. The last two steps of the biosynthesis pathway of camalexin are catalyzed by CYP71B15. In these steps, indole-3-carboxylic acid (DHCA) is formed from cysteine-indole-3-acetonitrile (Cys(IAN)) followed by the biosynthesis of camalexin. There are some intermediate steps within the pathway that remain unclear, but it is well understood that cytochrome P450 is pivotal in camalexin biosynthesis and that this phytoalexin plays a major role in plant defense mechanisms.
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シトクロムP450は、ジャスモン酸(JA)の合成に大きく関与しており、これは植物細胞にとって、生物学的および生物学的ストレスに対する一般的な防御ホルモンである。例えば、P450の一つであるCYP74Aは、ヒドロペルオキシドから飽和アレンオキシドを生成する脱水反応に関与している。JAの化学反応は、特にシロイヌナズナで示されているように、植物の傷によって引き起こされる生物ストレスの存在下で重要である。プロホルモンであるジャスモン酸は、活性化されたとみなされるためには、JAR1触媒作用によってJA-イソロイシン（JA-Ile）結合体に変換されなければならない。そしてJA-Ileの合成は、COI1といくつかのJAZタンパク質からなる共受容体複合体の集合につながる。低JA-Ile条件下では、JAZタンパク質の構成要素は転写抑制因子として働き、下流のJA遺伝子を抑制する。しかし、JA-Ileが十分な条件下では、JAZタンパク質はユビキチン化され、26Sプロテアソームを通して分解を受け、機能的な下流効果をもたらす。さらに、いくつかのCYP94（CYP94C1とCYP94B3）がJA-Ileの代謝に関係しており、JA-Ileの酸化状態が植物のシグナル伝達に異化的に影響することを示している。細胞外および細胞内ストレスに応答するチトクロームP450ホルモンの調節は、植物の適切な防御反応に不可欠である。このことは、ジャスモン酸とフィトアレキシン経路における様々なCYP P450の徹底的な解析を通して証明されている。
Cytochromes P450 are largely responsible for the synthesis of the jasmonic acid (JA), a common hormonal defenses against abiotic and biotic stresses for plant cells. For example, a P450, CYP74A is involved in the dehydration reaction to produce an insatiable allene oxide from hydroperoxide. JA chemical reactions are critical in the presence of biotic stresses that can be caused by plant wounding, specifically shown in the plant, Arabidopsis. As a prohormone, jasmonic acid must be converted to the JA-isoleucine (JA-Ile) conjugate by JAR1 catalysation in order to be considered activated. Then, JA-Ile synthesis leads to the assembly of the co-receptor complex compo`sed of COI1 and several JAZ proteins. Under low JA-Ile conditions, the JAZ protein components act as transcriptional repressors to suppress downstream JA genes. However, under adequate JA-Ile conditions, the JAZ proteins are ubiquitinated and undergo degradation through the 26S proteasome, resulting in functional downstream effects. Furthermore, several CYP94s (CYP94C1 and CYP94B3) are related to JA-Ile turnover and show that JA-Ile oxidation status impacts plant signaling in a catabolic manner. Cytochrome P450 hormonal regulation in response to extracellular and intracellular stresses is critical for proper plant defense response. This has been proven through thorough analysis of various CYP P450s in jasmonic acid and phytoalexin pathways.
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[[Cytochrome P450 aromatic O-demethylase/ja|シトクロムP450芳香族O-デメチラーゼ]]は、シトクロムP450タンパク質（GcoA）と3つのドメインのレダクターゼという、2つの異なるプロミスキャスな部分からできており、植物の細胞壁によく見られる芳香族バイオポリマーであるリグニンを、一連の異化反応において再生可能な炭素鎖に変換する能力において重要である。つまり、リグニン変換の重要なステップを促進する役割を担っているのだ。
[[Cytochrome P450 aromatic O-demethylase]], which is made of two distinct promiscuous parts: a cytochrome P450 protein (GcoA) and three domain reductase, is significant for its ability to convert Lignin, the aromatic biopolymer common in plant cell walls, into renewable carbon chains in a catabolic set of reactions. In short, it is a facilitator of a critical step in Lignin conversion.
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==InterProサブファミリー==
==InterPro subfamilies==
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* Cytochrome P450, B-class {{InterPro|IPR002397}}
* シトクロムP450, B-class {{InterPro|IPR002397}}
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* シトクロムP450, E-class, group IV {{InterPro|IPR002403}}
* [[Aromatase]]
* [[Aromatase/ja|アロマターゼ]]
Clozapine, imipramine, paracetamol, phenacetin Heterocyclic aryl amines
クロザピン、イミプラミン、 パラセタモール、フェナセチン 複素環式アリールアミン
Inducible and CYP1A2 5-10% deficient
誘導性でCYP1A2が5-10%欠損している。
oxidize uroporphyrinogen to uroporphyrin (CYP1A2) in heme metabolism, but they may have additional undiscovered endogenous substrates.
ヘム代謝においてウロポルフィリノーゲンをウロポルフィリンに酸化する（CYP1A2）が、他にも未発見の内因性基質があるかもしれない。
are inducible by some polycyclic hydrocarbons, some of which are found in cigarette smoke and charred food.
は、タバコの煙や焦げた食品に含まれる多環式炭化水素の一部によって誘導される。
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これらの酵素は、アッセイにおいて化合物を発癌性物質に活性化する可能性があるため、注目されている。
These enzymes are of interest, because in assays, they can activate compounds to carcinogens.
CYP1A2の高レベルは結腸癌のリスク上昇に関連している。1A2酵素はタバコの喫煙によって誘導されるため、喫煙と大腸がんは関連している。
High levels of CYP1A2 have been linked to an increased risk of colon cancer. Since the 1A2 enzyme can be induced by cigarette smoking, this links smoking with colon cancer.
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==歴史==
==歴史==
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