1.2.1. Уридин дифосфатглюкуронозил трансферазы (удt)

Глюкуронидация является основным путем биотрансформации ксенобиотиков у многих

видов млекопитающих за исключением семейства кошачьих. Типичная реакция представлена на

рис.7. В качестве кофактора эта реакция требует присутствия уридиндифосфоглюкуроновой

кислоты (УДФ-глюкуроновая кислота). УДT локализуется в эндоплазматическом ретикулуме

клеток печени и других тканей (почки, тонкий кишечник, селезенка, кожа, мозг и т.д.).

Сайтом глюкуронидации обычно является электрон-богатый нуклеофильный атом кислорода,

азота или серы. Субстраты для УДТ содержат такие функциональные группы как

карбоксигруппу, спиртовую или фенольную (в результате реакции формируется О-

глюкуроновый эфир), первичные или вторичные аминогруппы (N-глюкурониды) или свободную

сульфгидрильную группу (S-глюкурониды). Субстратами для УДТ могут служить эндогенные

соединения, типа билирубина, стероидных и тиреоидных гормонов. Глюкуроновые конъюгаты

являются полярными соединениями, которые легко экскретируются с мочой или желчью, что

зависит от размера агликона. Например, у крыс глюкурониды экскретируются с мочой, если

молекулярная масса агликона менее 250 Да и с желчью, – если более 350 Да. Кофактор

-конфигурацию, чтосинтезируется из глюкозо-1-фосфата и глюкуроновой кислоты и имеет

-глюкуронидазами. В ходе нуклеофильной атаки на электрон-защищает его от гидролиза

богатый атом кислорода, азота или серы происходит инверсия конфигурации, и разовавшиеся

-конфигурацию.метаболиты имеют

C-конец всех УДT содержит мембранно-связанный домен, который выполняет функцию

якоря, закрепляя фермент в эндоплазматическом ретикулуме. Поскольку фермент обращен в

сторону просвета эндоплазматического ретикулума, а синтез УДФ-глюкуроновой кислоты

происходит в цитоплазме, то возникает проблема транспорта кофактора через

эндоплазматический ретикулум. Постулируется, что транспорт УДФ-глюкуроновой кислоты в

просвет ЭПР и УДФ в цитозоль происходит по челночному механизму. Глюкуронидация

ксенобиотиков печеночными микросомами может быть стимулирована детергентами, которые

разрывают липидный бислой, что обеспечивает УДT свободный доступ к УДФ-глюкуроновой

кислоте. Однако, высокая концентрация детергента может ингибировать УДT, разрушая

взаимодействия между ферментом и фосфолипидами. Недоступность кофактора может

ограничить скорость глюкуронидации лекарств, назначаемых в высоких дозах.

УДТ экспрессируется двумя генными семействами, УДT1 и УДT2, имеющими менее 50%

гомологии аминокислотной последовательности. Ферменты, принадлежащие к 1-му семейству,

участвуют в конъюгации фенолов, ариламинов, включая некоторые канцерогены, лекарств

типа ацетаминофена, и билирубина, а ферменты 2-го семейства – стероидов. Члены 1-го

семейства формируются путем альтернативного сплайсинга единственного гена. Множество

ферментов, представляющих собой продукт УДT1-локуса, конструируются путем соединения

отдельных субстрат-связывающих сайтов (кодируемых множественными копиями 1-го экзона),

расположенных в N-концевой части, размером примерно в 280 аминокислотных остатков, с

константной частью фермента, кодируемой экзонами 2-5. Константная область кодирует С-

концевую часть в 245 аминокислотных остатков, которая отвечает за связывание кофактора

и размещение в мембране. Таким образом, мутация в константной области может привести к

синтезу абнормальных форм всех УДТ, кодируемых локусом 1. Например, показано, что у

крыс Gunn мутация кодона 415 локуса 1 может приводить к преждевременному появлению стоп-

сигнала. При этом синтезируются укороченные и функционально неактивные формы УДТ.

Известно, что у крыс локус 1 кодирует УДT, индуцируемую 3-метилхолантреном и ТХДД.

УДT1А6 включается в конъюгацию ПАУ, ацетаминофена и ариламинов. В экстрапеченочных

тканях обнаружена конститутивная экспрессия этого фермента. Регуляция активности этого

фермента может осуществляться, по крайней мере, двумя способами, включая

тканеспецифичную и AhR-контролируемую экспрессию. В регуляторной области 1А6 обнаружен

XRE, который связывается с AhR и Arnt–белками.

Члены 2-го семейства кодируются двумя отдельными генами, причем 2А

экспрессируется в кожном эпителии, а 2В – в микросомах печени. Субстратами для них

являются стероидные гормоны. Кроме того, показано, что УДТ 2В семейства могут

участвовать в метаболизме ряда ксенобиотиков, включая морфий, а также метаболитов

канцерогенов, 2-ацетиламинофлуорена и бенз[а]пирена. У крыс 2 фермента из семейства 2В

индуцируются ФБ.

Глюкуронидация обычно представляет собой детоксикационный процесс, однако

стероидные гормоны, которые взаимодействуют с глюкуронидом по Д-кольцу (но не по А-)

могут приводить к возникновению холестазии. Индукция УДT может влиять на возникновение

рака щитовидной железы у грызунов. В некоторых случаях глюкуронидация может усилить

токсичность ксенобиотика. Например, ароматические амины типа 2-аминонафталена и 4-

аминобифенила N-гидроксилируются в печени с последующей N-глюкуронидацией N-гидрокси

метаболита. N-глюкурониды подвергаются почечной фильтрации, накапливаясь в полости

мочевого пузыря, где при кислых значениях рН происходит их гидролиз до соответствующих

канцерогенных N-гидроксиариламинов. В таком случае усиление глюкуронизации может

способствовать возникновению рака мочевого пузыря.