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Cytochrome P450/ja: Difference between revisions

Cytochrome P450/ja
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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。


<div class="mw-translate-fuzzy">
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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{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
| '''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 ==
== 他の種のP450 ==
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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。
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。


<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
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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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
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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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
[[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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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
==InterProサブファミリー==
==InterPro subfamilies==
{{Anchor|InterPro subfamilies}}
[[InterPro]] subfamilies:
[[:en:InterPro|InterPro]]サブファミリー:
* Cytochrome P450, B-class {{InterPro|IPR002397}}
* シトクロムP450, B-class {{InterPro|IPR002397}}
* Cytochrome P450, mitochondrial {{InterPro|IPR002399}}
* シトクロムP450, mitochondrial {{InterPro|IPR002399}}
* Cytochrome P450, E-class, group I {{InterPro|IPR002401}}
* シトクロムP450, E-class, group I {{InterPro|IPR002401}}
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* シトクロムP450, E-class, group II {{InterPro|IPR002402}}
* Cytochrome P450, E-class, group IV {{InterPro|IPR002403}}
* 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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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
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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