대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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pp.404.1-404.1
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2002
A LC/MS/MS method for the simultaneous determination of the activities of seven major human drug-metabolizing cytochrome P450s (CYP3A4. CYP2D6. CYP2C9. CYP1A2, CYP2C19, CYP2A6. and CYP2C8) was developed. This method used an in vitro cocktail of specific substrates (midazolam. bufuralol. diclofenac, ethoxyresorufin. S-mephenYlOin. coumarin. and paclitaxel) and LC/MS/MS. The assay incubation time is 20 min and the analysis time is 8 min/sample. (omitted)
In this study, we have investigated the effect of Biphenyl Dimethyl Dicarboxylate (DDB), a synthetic analogue of Schizandrin C isolated from Schizandrae Fructus on cytochrome $P_450$ lAl and 2Bl, and the protective mechanism against $CCl_4-induced$ hepatotoxicity in rat liver. After DDB was administered into male rats for different periods of time (1~7 days) and with different doses (25, 50, 100 and 200 mg/kg), mRNA levels of CYPlAl were measured by polymearse chain reaction (PCR) and assayed the activities of CYPlAl specific ethoxyresorufin-O-dealkylase (EROD) and CYP2Bl specific benzyloxyresorufin-O-dealkylase (BROD). DDB treatment resulted in increase in CYP2Bl mRNA level and BROD activity, whereas there was no change in CYPlAl mRNA level and EROD activity. This effect of DDB was time-and dose-dependent and reached maximal level by 3 day and 200 mg/kg treatment. In addition, rats were pre-treated with DDB at doses of 25, 50 or 100 mg/kg daily for 4 days, 3-hr after final treatment on the 4th day, $CCl_4$ 0.3ml/kg was intraperitonially injected into the rats to examine the effect of DDB on $CCl_4-induced$ hepatic injury. Serum levels of ALT and AST were determined and histopathological examination was done in rat liver. Furthermore, we have measured hepatic microsomal malondialdehyde(MDA) level, a parameter of lipid peroxidation. Based on serum ALT level and lipid peroxidation, pretreatment of DDB, 50 mg/kg appeared the most protective effect against $CCl_4-induced$ heapatotoxity. These results indicate that DDB stimulates CYP2Bl mRNA level and BROD activity in time and dose dependent manner and suggest that protective effect of DDB on $CCl_4-induced$ hepatotoxicity may be mediated through free radical scavenging.
Self-sufficient P450s, due to their fused nature, are the most effective tools for electron transfer to activate C-H bonds. They catalyze the oxygenation of fatty acids at different omega positions. Here, two new, self-sufficient cytochrome P450s, named 'CYP102A15 and CYP102A170,' from polar Bacillus sp. PAMC 25034 and Paenibacillus sp. PAMC 22724,respectively, were cloned and expressed in E. coli. The genes are homologues of CYP102A1 from Bacillus megaterium. They catalyzed the hydroxylation of both saturated and unsaturated fatty acids ranging in length from C12-C20, with a moderately diverse profile compared to other members of the CYP102A subfamily. CYP102A15 exhibited the highest activity toward linoleic acid with Km 15.3 μM, and CYP102A170 showed higher activity toward myristic acid with Km 17.4 μM. CYP10A170 also hydroxylated the Eicosapentaenoic acid at ω-1 position only. Various kinetic parameters of both monooxygenases were also determined.
Objective: Midazolam is mainly metabolized by cytochrome P450 (CYP) 3A. Inhibition or induction of CYP3A can affect the pharmacological activity of midazolam. The aims of this study were to develop a population pharmacokinetic (PK) model and evaluate the effect of CYP3A-mediated interactions among ketoconazole, rifampicin, and midazolam. Methods: Three-treatment, three-period, crossover study was conducted in 24 healthy male subjects. Each subject received 1 mg midazolam (control), 1 mg midazolam after pretreatment with 400 mg ketoconazole once daily for 4 days (CYP3A inhibition phase), and 2.5 mg midazolam after pretreatment with 600 mg rifampicin once daily for 10 days (CYP3A induction phase). The population PK analysis was performed using a nonlinear mixed effect model ($NONMEM^{(R)}$ 7.2) based on plasma midazolam concentrations. The PK model was developed, and the first-order conditional estimation with interaction was applied for the model run. A three-compartment model with first-order elimination described the PK. The influence of ketoconazole and rifampicin, CYP3A5 genotype, and demographic characteristics on PK parameters was examined. Goodness-of-fit (GOF) diagnostics and visual predictive checks, as well as bootstrap were used to evaluate the adequacy of the model fit and predictions. Results: Twenty-four subjects contributed to 900 midazolam concentrations. The final parameter estimates (% relative standard error, RSE) were as follows; clearance (CL), 31.8 L/h (6.0%); inter-compartmental clearance (Q) 2, 36.4 L/h (9.7%); Q3, 7.37 L/h (12.0%), volume of distribution (V) 1, 70.7 L (3.6%), V2, 32.9 L (8.8%); and V3, 44.4 L (6.7%). The midazolam CL decreased and increased to 32.5 and 199.9% in the inhibition and induction phases, respectively, compared to that in control phase. Conclusion: A PK model for midazolam co-treatment with ketoconazole and rifampicin was developed using data of healthy volunteers, and the subject's CYP3A status influenced the midazolam PK parameters. Therefore, a population PK model with enzyme-mediated drug interactions may be useful for quantitatively predicting PK alterations.
Allium sativum (Family Amaryllidaceae or Liliaceae) is used worldwide for various clinical uses like hypertension, cholesterol lowering effect, antiplatelets and fibrinolytic activity etc. Due to these common house hold uses of Allium sativum, as a herbal supplements, and failure of patients to inform their physician of the over-the-counter supplements they consume leads to drugnutrient interactions with components in herbal supplements. Today these types of interactions between a herbal supplement and clinically prescribed drugs are an increasing concern. In vitro studies indicated that garlic constituents modulated various CYP (cytochrome P450) enzymes. CYP 3A4 is abundantly present in human liver and small intestine and contributes to the metabolism of more than 50% of commonly used drugs including nifedipine, cyclosporine, erythromycin, midazolam, alprazolam, and triazolam. Extracts from fresh and aged garlic inhibited CYP 3A4 in human liver microsomes. The in vivo effects of garlic constituents are found to be species depended and the dosing regimen of garlic constituents appeared to influence the modulation of various CYP isoforms. Studies have indicated that the inhibition of various CYPs by organosulfur compounds from garlic was related to their structure also. Studies using in vitro, in vivo, animal and human models have indicated that various garlic constituents can be the substrates, inhibitors and or inducers of various CYP enzymes. The modulation of CYP enzyme activity and expression are dependent on the type and chemical structure of garlic constituents, dose regime, animal species and tissue, and source of garlic thus this review throws light on the possible herb drug interaction with the use of garlic.
Objective: To know the effects of xenoestrogen on spermatogenesis, we investigated the expression of cytochrome P450s enzymes (CYPscc, $CYP_{17{\alpha}}$, CYP19) and $3{\beta}$-HSD genes involved in steroidogenesis. Methods: Mouse testicular cells were prepared from 15-day-old ICR mice which had only pre-meiotic germ cells by enzyme digestion using collagenase and trypsin. Testicular cells were cultured in DMEM supplemented with FSH (0.1 IU/ml) and 10% FBS or medium with estrogen ($E_2$), bisphenol-A (BPA), octylphenol (OP; $10^{-9},\;10^{-7},\;10^{-6},\;10^{-5},\;10^{-4}M$, respectively) and aroclor 1254 (A1254) known as PCBs for 48 hours. The gene expression of cytochrome P450 enzymes were examined by semi-quantitive RT-PCR. The production of estrogen and testosterone was examined by RIA. Results: As results, expression of CYPscc mRNA was not significantly decreased, but $3{\beta}$-HSD and $CYP_{17{\alpha}}$. mRNA were significantly dose-dependent decreased. And production of testosterone and estrogen were not different except BPA and OP group ($10^{-5}M$). Conclusion: BPA, OP and A1254 might inhibit steroidogenesis by decreasing CYPscc, $3{\beta}$-HSD and $CYP_{17{\alpha}}$. mRNA expression in the mouse testis. These results suggest that BPA, OP and PCBs like as an endocrine disruptors inhibit the productions of steroidogenic enzymes and decrease the production of T and E by negative feedback mechanism. Therefore, these might disrupt steroidogenesis in Leydig cells of testis and would disturb testicular function and subsequently impair spermatogenesis.
Ji, Hye-Young;Lee, Seung-Seok;Yoo, Sung-Eun;Kim, Hosoon;Lee, Dong-Ha;Lim, Hong;Lee, Hye-Suk
Archives of Pharmacal Research
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제27권2호
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pp.239-245
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2004
KR-31543, (2S,3R,4S)-6-amino-4-[N-(4-chlorophenyl)-N-(2 -methyl-2H-tetrazol-5-ylmethyl) amino]-3,4-dihydro-2-dimethoxymethyl-3-hydroxy-2-methyl-2H-1-benzopyran, is a new neuroprotective agent for preventing ischemia-reperfusion damage. This study was performed to identify the metabolic pathway of KR-31543 in human liver microsomes and to characterize cytochrome P450 (CYP) enzymes that are involved in the metabolism of KR-31543. Human liver microsomal incubation of KR-31543 in the presence of NADPH resulted in the formation of two metabolites, M1 and M2. M1 was identified as N-(4-chlorophenyl)-N-(2-methyl-2H-tetrazol-5-ylmethyl)amine on the basis of LC/MS/MS analysis with a synthesized authentic standard, and M2 was suggested to be hydroxy-KR-31543. Correlation analysis between the known CYP enzyme activities and the rates of the formation of M 1 and M2 in the 12 human liver microsomes have showed significant correlations with testosterone 6$\beta$-hydroxylase activity (a marker of CYP3A4). Ketoconazole, a selective inhibitor of CYP3A4, and anti-CYP3A4 monoclonal antibodies potently inhibited both N-hydrolysis and hydroxylation of KR-31543 in human liver microsomes. These results provide evidence that CYP3A4 is the major isozyme responsible for the metabolism of KR-31543 to M1 and M2.
Park, Kyung-Jin;Youn, Hae-Sun;Shim, Hyun-Joo;Kim, Soon-Hoe;Yoo, Moo-Hi;Kim, Won-Bae
대한약학회:학술대회논문집
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대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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pp.253.1-253.1
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2002
DA-8159 is a new PDEV inhibitor, synthesized by Dong-A Pharm, as an oral agent to treat male erectile dysfunction. DA-8159 and sildenafil are mainly metabolized by cytochrome P450 enzyme CYP 3A4. In this study. we compared the metabolism of DA-8159 with sildenafil in vitro and in vivo. First, we quantified the remaining gatio of original compound, DA-8159 and sidenafil., after we incubated drugs for 30 minutes with human liver microsome cytochrome P 450 3A4. (omitted)
In this study, the author experimented the influence of five herbal medicines, which are Lonicera japonica Thunb, Paeonia suffruticosa Andr., Fraxinus rhynchophylla Hance, Gardenia jasminoides Ellis, Scutellaria baicalensis George which are called 'Chungyulyak(淸熱藥)' on drug metabolizing enzyme cytochrome P450 3A4 in Human Liver Microsome. Above all, the reason for this study is that herbal medicines can be assumed that herbs might have interactions with drugs, other herbs, alcohol and chemicals whether those are much better synergy effects than expected effects when the medicine was treated alone or not. As a result, we showed that all of five traditional herbal medicines had no CYP 3A4 inhibition effect on 10, 20, 30, 40, $50{\mu}g/m{\ell}$ doses in Human Liver Microsome. However, this result are mostly not enough to prove that PMT has a CYP 3A4 inhibition effect. Moreover, it is not that those rates showed that those herbal medicines have CYP 3A4 induction effect. In conclusion, the result could support that those herbal medicines are more safe than chemical drugs even if this is the basic step to prove that result. Therefore, more specific studies to support this result, which are Kinetic study, cell and animal study then finally until clinical research, are required.
Among 23 cytochrome P450s, CYP125A4 was proposed as a putative monooxygenase based on the high level of amino acid sequence homology (54% identity and 75% similarity) with the well characterized C27-steroid $Mycobacterium$$tuberculosis$ CYP125A1. Utilizing MTBCYP125A1 as a template, homology modeling of SPCYP125A4 was conducted by Accelrys Discovery Studio 3.1 software. The modeled SPCYP125A4 structure with lowest energy value was subsequently assessed for its stereochemical quality and side-chain environment. The final model was generated by showing its active site through the molecular dynamics. The docking of steroids showed broad specificity of SPCYP125A4 with different orientation of ligand within active site facing the heme. One poses of C27-steroid with C26 facing the heme with distance of 3.734 ${\AA}$ from the Fe were predominant.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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