《臨床生物化學》 一、生物轉化的反應類型

通常將生物轉化反應分為兩相反應。第一相反應包括氧化、還原、水解反應，第二相反應即結合反應。每一相反應又各自包括多種不同的反應，分別在不同的部位中進行（表10-1）。

表10-1 生物轉化反應的一般類型

反應類型反應性質細胞內(nèi)酶的主要定位羥化反應微粒體第脫烷基反應微粒體環(huán)氧化反應微粒體一氧化脫硫反應微粒體脫鹵反應微粒體醇氧化反應胞液為主、微粒體少量相醛氧化反應胞液、線粒體脫氨反應微粒體、線粒體反還原醛還原反應胞液偶氮還原反應微粒體應硝基還原反應微粒體、胞液水解酯水解反應微粒體、胞液酰胺水解反應微粒體、胞液第葡萄糖醛酸結合微粒體二甘氨酸結合線粒體相結合乙酰化反應胞液反甲基化反應胞液應谷胱甘肽結合胞液硫酸結合胞液

（一）第一相反應

大多數(shù)毒物、藥物等進入肝細胞后，常先進行氧化反應，有些可被水解，少數(shù)物質被還原。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，使某些致癌物質活化或滅活。

⒈氧化作用在肝細胞的微粒體、線粒體及胞液中含有參與生物轉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 與生物轉化有關的幾種氧化酶類

酶系細胞內(nèi)定位反應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）

存在于微粒體中的以細胞色素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。

應當指出：依賴細胞色素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及細胞色素P450參加。多樣的細胞色素P450系統(tǒng)催化外來異物的羥化和脫烷基反應，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)生各種羥化反應產(chǎn)物?，F(xiàn)將微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應類型列于表10-3。

表10-3 微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應類型

⒉還原作用肝細胞中生物轉化的還原反應主要有偶氮還原酶和硝基還原酶所催化的兩類反應。硝基還原酶存在于肝、腎、肺等細胞微粒體中，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，反應在厭氧條件下進行，由NADH供氫。偶氮還原酶存在于肝細胞微粒體中，由NADPH供氫，中間經(jīng)氫偶氮復合物最后生成胺，反應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

有機毒物或藥物，特別是具有極性基團的物質，不論是否經(jīng)過氧化、還原及水解反應，大多要與體內(nèi)其他化合物或基團相結合，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，這就是生物轉化中的結合反應。結合反應往往屬于耗能反應，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。結合反應可在肝細胞的微粒體、胞液和線粒體內(nèi)進行。不同形式的結合反應由肝內(nèi)特異的酶系所催化。常見的結合反應有葡萄糖醛酸結合、硫酸結合、乙?；Y合、甘氨?；Y合、甲基結合、谷胱甘肽結合及水化等。但其中以葡萄糖醛酸結合最為重要。（表10-4）。

表10-4 結合反應的主要類型

結合反應結合基團的直接供體酶類酶定位底物類型葡萄糖醛酸結合尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）葡萄糖醛酸基轉移酶微粒體酚、醇、羧酸、胺、羥胺、磺胺、巰基化合物等硫酸結合3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸（PAPS）硫酸轉移酶胞液醇、酚、芳香胺類乙?；Y合乙酰輔酶A乙酰基轉移酶胞液芳香胺、胺類、氯基酸甘氨酰基結合甘氨酸（Gly）?；D移酶線粒體?；鵆oA（如苯甲酰CoA）甲基結合S-腺苷蛋氨酸（SAM）甲基轉移酶胞液生物胺、吡啶喹啉、異吡唑等谷胱甘肽結合谷胱甘肽（GSH）谷胱甘肽-S-轉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）