Aflatoxin B1 (AFB1) is a mycotoxin produced by Aspergillus flavus (A. flavus). AFB1 is reported to have high thermal stability and is not decomposed by heat treatment during food processing. Therefore, in this study, knowing that AFB1 is metabolized by cytochrome P450 (CYP), our aim was to develop a method to detoxify A. flavus-contaminated maize, under normal temperature and pressure, using Escherichia coli expressing human CYP3A4. First, the metabolic activity of AFB1 by recombinant human CYP3A4 was evaluated. As a result, we confirmed that recombinant human CYP3A4 metabolizes 98% of AFB1. Next, we found that aflatoxin Q1, a metabolite of AFB1 was no longer mutagenic. Furthermore, we revealed that about 50% of the AFB1 metabolic activity can be maintained for 3 months when E. coli expressing human CYP3A4 is freeze-dried in the presence of trehalose. Finally, we found that 80% of AFB1 in A. flavus-contaminated maize was metabolized by E. coli expressing human CYP3A4 in the presence of surfactant triton X-405 at a final concentration of 10% (v/v). From these results, we conclude that AFB1 in A. flavus-contaminated maize can be detoxified under normal temperature and pressure by using E. coli expressing human CYP3A4.
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.
In the present study we evaluated drug-drug interaction potential of ambroxol and cetirizine mediated by inhibition of CYP isoforms including CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1 and CYP3A4 using pooled human liver microsomes (HLMs). As measured by liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry, cetirizine and ambroxol inhibited significantly CYP2E1 but the maximal inhibition was approximately 36% at 10 ${\mu}M$ cetirizine and 28% at 3 ${\mu}M$ ambroxol. In addition, CYP2D6 activity was decreased to approximately 83% of control activity in pooled HLM incubated with 3 ${\mu}M$ ambroxol. Activities of CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C9, CYP2C19, and CYP3A4 were not significantly inhibited by cetirizine and ambroxol. Considering their maximal plasma concentration in human ($C_{max}$ of cetirizine is approximately 0.67 ${\mu}M$ and $C_{max}$ of ambroxol is 0.044 ${\mu}M$), these two drugs have very low possibility in drug-drug interaction by CYP inhibition in clinical situations.
배나무에서 가루깍지벌레의 합성 성페로몬을 이용하여 수컷 성충의 발생 양상과 교미교란 효과 검토를 통해 효과적인 방제 정보를 제공하고자 본 시험을 수행하였다. 가루깍지벌레 성페로몬(2,6-dimethyl-1,5-heptadien-3-yl acetate)이 3 mg과 1.5 mg씩 침적된 고무 캡으로 수컷 유인수를 조사하였는데, 총포획수는 1.5 mg을 침적시킨 트랩에 1,021마리, 3 mg을 침적시킨 미끼에는 1,431마리의 수컷 성충이 포획되어 3 mg을 침적시킨 미끼에 더 많이 유인되었다. 황색과 백색 트랩에 의한 포획량의 차이는 황색트랩에 평균 포획수가 약간 더 많았지만 유의성은 없었다. 가루깍지벌레의 수컷 성충은 2012년에 6월부터 10월까지 포획되었는데, 6월 중순에 가장 많은 수가 포획되었고, 8월 상순, 9월 하순에도 발생 peak를 보였다. 2013년에도 6월부터 10월까지 포획되었는데, 6월 중순에 가장 높은 발생 최성기를 보였고, 7월 하순, 9월 하순에도 발생 최성기를 보였다. 가루깍지벌레 성페로몬을 이용한 교미교란제를 10 a당 450, 900, 및 1,350 mg의 농도로 과수원에 설치한 경우, 수컷 성충의 트랩 유인저해율은 각각 17.7, 65.3, 62.9%였다. 한편, 10a당 450, 900, 및 1,350mg 처리한 시험구에서 수확기에 피해과율이 각각 3.4, 2.9, 4.8%를 보인 반면, 교미교란제를 처리하지 않은 시험구에서는 9.5%였다.
전통도료인 황칠의 재현을 위한 황칠나무의 다량 증식 및 이용에 관한 연구의 일환으로 황칠나무의 자생지 분포조사 및 황칠의 성분 분석을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻였다. 1. 황칠나무의 자생지는 완도, 상황봉 등 8개 지역이었으며, 해남 두륜산은 처음으로 자생지로 확인되었다. 2. 황칠나무는 해발 lOO~450m 사이에셔 자생하고 있으며 해발 200m 부근에서 빈도가 가장 높게 냐다났다. 또한 자생지의 토양은 pH 4.9~5.8로 약 산성이며, 수분 함유량은 16.5~27.4%로 비교적 습 기가 많은 지역에서도 자생하는 것으로 나타났다. 3. 군락지 조새에서 보길도와 제주도가 우점도 및 군도가 교목층에셔 3.3으로 높게 나타났으며 완도는 아교목층에서 많이 나타났다. 4. 생육상황은 보길도에서 가장 높게 나타나 흉고 직경 1.O~20cm, 높이 O.2~9m 까지의 개체가 다수 확인되었다. 5. 황칠의 성분을 분석한 결과 대표적 인 성분이 ${\beta}$- selinene과 capnellane-8-one을 확인하였다.
홍국이 bromobenzene에 의한 간 손상에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 흰쥐 에 2% 및 4% 홍국 첨가식이로 1개월 간 성장시킨 다음 체중 1 kg당 400 mg의 bromobenzene을 1일 1회 복강으로 3회 투여한 다음, 24시간 후에 처치하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 2% 및 4% 홍국 첨가식이로 성장시킨 흰쥐에 있어서 체중증가율은 표준식이군과 별다른 차이를 볼 수 없었으며 간 기능 및 병리조직검사에서도 홍국 섭취로 인한 간 조직의 병태생리적 변화가 관찰되지 않았다. 이러한 실험동물에 bromobenzene을 투여 시 간 손상 정도가 2% 홍국 첨가식이군에서 가장 경미하게 나타났다. 2% 홍국 첨가식이군에서 bromobenzene에 의한 간손상이 경미하게 나타난 원인을 구명하고자 간 손상 실험모델에bromobenaene을 재투여시, 간 조직 중 cytochrome P-450 dependant aniline hydroxylase 활성은 대조군에 비하여 2% 홍국 첨가식이군에서는 유의한 증가(p<0.01)를 보였으나 표준식이군 및 4% 홍국 첨가식이군은 오히려 감소하였다. 그리고 대조군에 대한 간 조직 glutathione 함량 감소율에 있어서는 2% 홍국 첨가식이군에서 표준식이군 및 4% 홍국 첨가식이군보다 높게 나타났다. 그러나 간 조직의 glutathione S-transferase 활성은 3군간에 별다른 차이를 볼 수 없었으나 반응속도적 측면에서는 2% 홍국 첨가식이군에서 표준식이군 및 4% 홍국 첨가식이군보다 V$_{max}$치가 높게 나타났다. 한편 bromobenzene 투여에 의한 간 조직의 cytochrome P-450 dependant aniline hydroxylase 증가율은 2% 홍국 첨가식이군에서 표준식이군 및 4% 홍국 첨가식이군보다 낮게 나타났으며, xanthine oxidase 활성은 3군간에 별다른 차이를 볼 수 없었다. 특히 대조군 및 bromobenzene 투여군 모두superoxidase dismutase, catalase, glutathione peroxidase 활성은 2% 홍국 첨가식이군에서 표준식이군 및 4% 홍국 첨가식이군보다 높게 나타났다. 이상 실험결과를 종합해 볼 때, 2% 홍국 첨가식이군에서 bromobenzene에 의한 간 손상이 경미하게 나타났으며, 이는 2% 흥국 첨가식이의 섭취로 인한 bromobenzene 대사 및 유해산소 해독의 촉진에 기인되기 때문일 것으로 생각된다.다.
유기인계 살충제인 phosalone의 활성화과정을 통한 독성발현기작에서 cytochrome $P_{450}$의 역할을 조사하기 위하여 시험관 내와 생체 내 system을 이용하였다. Phosalone의 AChE와 BuChE에 대한 이분자 저해 속도상수$(k_i)$는 약 1$10^2\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$으로 측정되어 그 자체로는 저해력이 상당히 낮은 약제임이 관찰되었다. AChE 또는 BuChE/MFO coupling system에서는 $I_{50}$값이 control에서 각각 $3.7{\times}10^{-6}$, $2.5{\times}10^{-7}M$로 관찰되었고, cytochrome $P_{450}$의 조효소인 NADPH를 첨가한 oxidase에서는 $1.2{\times}10^{-8}$과 $6.0{\times}10^{-9}M$로 나타나 약 $40{\sim}300$배 정도의 활성화 효과가 관찰되었다. Cytochrome $P_{450}$의 특이적 저해제인 PB를 처리하였을때 저해곡선이 control쪽으로 이동하여 phosalone의 활성화과정에 cytochrome $P_{450}$이 관여하고 있슴이 확인되었다. 그러나 생체 내 실험에서 생쥐의 뇌 AChE 활성저해는 phosalone만을 투여한 경우 $I_{50}$이 170 mg/kg, PB를 전처리 하였을 경우에서 42.5 mg/kg으로 나타나 PB 처리에 의하여 오히려 약 4배의 상승효과가 관찰되었으며, 쥐 혈액에서의 AChE와 BuChE활성저해 결과는 PB 전처리가 phosalone의 저해 경향에 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타나 시험관 내 실험에서의 결과와는 상이하게 나타났다.
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)
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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