2. Sistema De La Monooxigenasa Dependiente Del Citocromo P450


2.    Sistema De La Monooxigenasa Dependiente Del Citocromo P450

La aromatasa es uno de los enzimas de la superfamilia de los citocormos P450. Estas enzimas forman parte de las oxidasas de función mixta o sistema microsómico oxidativo (MFO/SMO) localizadas en las membranas del retículo endoplásmico o de las mitocondrias.

El sistema de la monooxigenasa dependiente del citocromo P450 consiste en una cadena de transporte electrónico cuyos componentes son el Citocromo P450, la NADPH-Citocromo P450-reductasa, la NADH-Citocromo b5-reductasa y el Citocromo b5, y cuya interacción se ve facilitada por la fluidez del medio fosfolipídico en que se encuentran inmersas. La primera es una hemoproteína, la segunda y tercera enzimas son flavoproteínas transportadoras de electrones y la última es una hemoproteína que también actúa de transportadora.

El citocromo P450 fue descubierto por Klingenberg (1958) y Garfínkel (1958) y su naturaleza hemoproteica fue descrita por Omura y Sato (1964), los cuales propusieron esta denominación por su máximo de absorción espectrofotométrico a 450 nm.

El citocromo P450 es la oxidasa terminal del sistema de la monooxigenasa que participa en la oxigenación de endobióticos (esteroides y prostaglandinas) y xenobióticos (medicamentos, plaguicidas y otros contaminantes medioambientales). Se trata de una hemoproteína, cuyo grupo prostético es la protoporfirina IX. Contiene un átomo de hierro que puede estar en dos formas: Fe2+ o Fe3+. En realidad, el P450 proporciona el nicho molecular apropiado al que se unen el sustrato y el oxígeno, y sobre el que tiene lugar la reacción de oxidación (Fig.2).

Desde hace tiempo se conoce que existen múltiples formas de P450 (isoenzimas) que difieren en sus propiedades enzimáticas (catalíticas, electroforéticas, inmunológicas, etc...) y en su respuesta a la administración de inductores (barbituratos, 3-metilcolantreno, etc...), lo que explica la variedad de sustratos que biotransforma. Distintos estudios de purificación y caracterización han demostrado que hay, al menos, 14 formas distintas de proteína P450. Las diferentes propiedades catalíticas de las distintas isoenzimas justifica que la actividad total de esta enzima no refleje necesariamente la actividad específica para un determinado sustrato.

La característica principal de la reacción catalizada por el P450 es la capacidad del átomo de Fe de realizar reacciones cíclicas de oxidación-reducción en la interrelación sustrato-oxígeno. Los pasos que

sigue el proceso son los siguientes:

1.
El sustrato se une la forma Fe3+ del enzima P450.
2.
Un electrón (e-) donado por el NADPH puede entonces ser transferido al complejo enzima-sustrato vía la NADPH-Citocromo P450-reductasa (Fp1).
3.
El oxígeno molecular es incorporado al complejo enzima-sustrato en el que se ha producido la reducción del Fe3+ del P450 a Fe2+
4.
Este complejo formado acepta un segundo e- que puede ser donado bien por el NADH vía la NADH-Citocromo b5-reductasa (Fp2) y Citocromo b5, o bien por el NADPH vía Fp1
5.
En el segundo paso de reducción activa, el oxígeno molecular forma una especie altamente reactiva (Radical Anión Superóxido O2· ó Hidroperóxido O22-), que interactúa con el sustrato dando lugar al final de la reacción a tres componentes: agua, sustrato oxidado y P450 con Fe3+ listo para volver a empezar la reacción.


EFECTO DE LOS ANÁLOGOS DE LH-RH SOBRE LA PRODUCCIÓN DE ESTRÓGENOS

          Figura 2. EFECTO DE LOS ANÁLOGOS DE LH-RH SOBRE LA PRODUCCIÓN DE ESTRÓGENOS

          Los análogos de LH-RH deprimen los receptores de LH-RH hipofisarios y cesa la producción

          de FSH y LH. Como consecuencia, el ovario entra en un proceso de castración química,

          caracterizado por un descenso dramático en la producción de estrógenos. Así, la principal

          fuente de estrógenos de la premenopausia queda suprimida y con ella el efecto estimulante

          de los estrógenos sobre la mama. Es importante considerar que los análogos de LH.RH dejan

          intacta la ruta de síntesis de estrógenos que parte de los andrógenos suprarrenales, por

          lo que su eficacia es limitada tras la menopausia. Los análogos de LH-RH están indicados

          para suprimir los estrógenos en la etapa premenopáusica.



Los sustratos pueden unirse al P450 de diferentes maneras. Unos se unen a parte de la proteína y otros al grupo hemo. Estos tipos de unión se pueden investigar espectrofotométricamente, ya que la unión de los distintos sustratos dan cambios apreciables en el espectro que aparece. Los cambios espectrales reflejan cambios en el llamado "estado conformacional o de excitación (spin state)" del átomo de Fe del grupo hemo del P450.

El átomo de Fe tiene 6 lugares de unión para ligandos, 4 de estos están ocupados en uniones con el grupo de la protoporfirina, el 5º es ocupado por un anión tiolato de un residuo adyacente de cisteína de la cadena polipeptídica, mientras que el 6º puede ser ocupado por un grupo hidroxilo de la proteína o una molécula de agua.

La unión de un sustrato al P450 produce cambios en las características de la 6ª posición de unión. Estos cambios están referidos a cambios en la configuración electrónica del átomo de Fe.

La NADPH-Citocromo P450-reductasa (Fp1) es una flavoproteína que tiene una importancia fundamental a la hora de donar electrones, al contrario que el P450 no presenta isoformas y su concentración está en relación 1:10 a 1:30 con el P450.

El Citocromo b5 es una hemoproteína implicada en el proceso de oxidación de xenobióticos. Esta hemoproteína interviene en la donación de un segundo electrón al citocromo P450 y juega una importante función en el metabolismo de xenobióticos.

La NADH-Citocromo b5-reductasa (Fp2) acompaña a la proteína anterior y presenta las mismas características que la Fp1.