The effects of naturally occurring furanocoumarins on cytochrome P-450 have been investigated in rat liver microsomes. Incubation of microsomes with an NADPH-generating system and four furanocoumarins such as imperatorin, isoimperatorin, phellopterin and byakangelicin at $37^{\circ}$ in vitro resulted in a significant destruction of cytochrome P-450. A single treatment(50 mg/kg, i.p.) of rats with each furanocoumarin caused a rapid loss of cytochrome P-450 accompanied by the loss of heme from the microsomes but not by the loss of cytochrome $b_5$. It is suggested that cytochrome P-450 is specifically destroyed by furanocoumarins in a metabolic process involving destruction of its heme group and as a consequence, hepatic enzyme activities are depressed markedly.
Sprague-dawley 숫쥐를 식이지방을 달리하여(I:Soybean oil p/s 4.0, II:beef tallow p/s 0.08) 이유후 8주동안 사육하였다. 이때 I,II군은 각각 기초식이군, 기초식이군에 0.3% butylated hydroxytoluene(BHT)를 첨가신킨 군, 생후 5~7주 사이에 4번의 2-Acetylaminofluorene(2-AAF)를 투여한 군 2-AAF를 투여하고 BHT도 먹인 군으로 나누었다. BHT는 이유 후부터 식이에 섞어 먹였으며 2-AAF를 투여하지 않은 군읜 2-AAF 주사에 의해 얻는 stress와 같은 효과를 주기위해 placebo로 polyethylene glycol 300을 투여하였다. Mixed function oxidase(MFO)계의 효소인 cytochrome p-450, cytochrome b$_5$및 cytochrome p-450 reductase와 과산화지질 등을 측정하였다. 성장기에 2-AAF의 투여는 성장지연을 초래하였으며 지질과산화물은 지방의종류, 2-AAF,BHT 등에 의해 큰 차는 없었다. Cytochrome p-450은 2-AAF에 의해 I-BHT-AAF와 II-AAF군에서 증가되었고 BHT에 의해서는 차이가 나지 않았다. 불포화지방을 먹인경우 cytochrome p-450과 cytochrome p-450 reductase가 2-AAF에 의해 증가되기보다는 오히려 감소하거나 I,II군에 비해 별 차이가 없었는데 2-AAF의 농도와 식이의 불포화도가 높아 세포막이 손상되었기 때문이라 사료된다. Cytochrome $b_5$는 각군 사이에 별 차가 없었다. Cytochrome p-450과 과산화지질(r=0.2475, p<0.05), cytochrome p-450 reductase와 cytochrome $b_5$ (r=0.2475, P<0.05)가 각각 양의 상관관계를 나타내었다. 따라서 2-AAF를 대사시키는 MFO계는 식이지방의 종류 및 BHT의 존재에 따라 영향을 받고, 특히 불포화지방식이인 경우 2-AAF를 대사시킬 수 있는 cytochrome p-450 유도 및 합성능력이 매우 저조함을 알 수 있으며 2-AAF는 어린 쥐의 성장을 지연시켰다.
Wistar계 흰쥐 간의 약 70%를 절제한 후 재생중인 나머지 간의 microsome에서 lipid peroxidation과 약물 대사효소중 특징적인 aminopyrine demethylase의 활성도를 측정하고 NADPH-cytochrome c reductase, glutathione peroxidase의 활성도와 cytochrome P-450의 함량을 측정하였다. Aminopyrine demethylase의 활성도는 재생 제1일에 최저치를 나타냈으며 재생이 진행될수록 정상인 수준으로 증가하였고 lipid peroxidation, NADPH-cytochrome c reductase, cytochrome P-450의 함량 역시 재생초기에 급히 감소하여 재생2일에 가장 낮은 값을 나타내며 점차 정상인 수준으로 증가하여 7일 이후에는 정상치에 도달하였다. Glutathione peroxidase의 활성도는 재생중인 간이나 정상인 개체의 간에서 별다른 차이가 없었다. 이것은 재생중인 간에서 재생초기에 cytochrome P-450의 함량과 NADPH-cytochrome c reductase의 활성도 감소가 lipid peroxidation과 약물 대사효소의 활성도 감소를 일으키며 이러한 현상은 부분 간 절제 후 7일 이후에는 거의 나타나지 않았다.
Betaine is one of the major water-soluble components in Lycii Fructus. In the present study the effect of repeated betaine treatment on the hepatotoxicity and the cytochrome P-4 50-dependent enzyme system was examined in adult female rats. Administrations of betaine (100 or 1,000mg/kg/day, ip) to rats repeatedly for 4 or 9 days did not evoke hepatotoxic response as determined by increases in glutamic pyruvic transaminase(GPT) and glutamic oxaloacetic transaminase(GOT) activities measured 24 hours following the final dose of betaine. The activities of aminopyrine N-demethylase, p-nitroanisole O-demethylase and p-nitrophenol hydroxylase as well as the contents of cytochrome P-450 were determined in hepatic microsomes of rats treated with betaine(1,000mg/kg/day, ip) for 4 or 9 days. Repeated treatment of rats with betaine for a period of 4 days induced a marginal decrease in the contents of cytochrome P-450, but did not influence the activities of p-nitrophenol hydroxylase, p-nitroanisole O-demethylase, or aminopyrine N-demethylase. Extension of the betaine treatment to 9 consecutive days failed to alter the parameters for hepatic drug metabolizing activity determined in the present study. Since repeated large doses of betaine were demonstrated to be tolerated by rats without showing any toxicity or changes in drug metabolizing enzyme activities in the liver, this compound appears to be relatively safe to animals upon long-term ingestion.
Procarbamate계 살충제인 benfuracarb의 산화효소계에 의한 활성화 과정과 이 과정을 통하여 생성되는 독성 대사물의 전환 정도를 확인하고자 수행되었다. Acetylcholinesterase(AChE) 에 대한 henfuracarb의 이 분자속도저해상수$(k_i)$가 $1.1\times10^3\;M^{-1}\;min^{-1}$로 매우 낮은 저해력을 보인 바, 이 약제가 체내에서 독성을 발현하기 위해서는 활성화 과정이 필수적임을 가정할 수 있었다. Benfuracarb의 활성화 과정에 관여하는 cytochrome $P_{450}$의 역할을 in vitro 에서 관찰하기 위하여 AChE/MFO coupling system을 사용하였다. AChE/MFO coupling system에서 AChE에 대한 저해력은 NADPH가 처리된 oxidase system이 NADPH 가 결핍된 대조구에 비하여 약 10배정도 증가하였으며, oxidase+PBO system 에서는 약간의 저해력 감소 경향이 관찰되었다. 생쥐에 henfuracarb을 처리한 후 brain AChE 활성을 조사해 본 결과 henfuracarb만 처리한 benfuracarb 처리구에서의 $I_{50}$은 22.7mg $kg^{-1}$이었으며, PBO를 전처리 한 후 henfuracarb을 처리한 benfuracarb+PBO 처리구에서는 $I_{50}$이 >100mg $kg^{-1}$으로 저해정도가 급격히 경감되어 benfuracarb의 활성화 과정에 cytochrome $P_{450}$이 관련되어 있음을 확인할 수 있었다. Microsomal oxidase system 을 이용하여 henfuracarb이 독성 대사물인 carbofuran으로 전환되는 정도를 관찰하였다. Oxidase system 에서는 처리된 benfuracarb의 58.0%가 carbofuran으로 전환되었지만, oxidase+PBO system에서 1.7%만 생성되어 benfuracarb의 활성화과정에 산화효소인 cytochrome $P_{450}$의 역할이 중요함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 benfuracarb의 독성 발현에 관여하는 주된 독성 대사물은 carbofuran이며, 이 활성화 과정 에 cytochrome $P_{450}$이 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다.
The response of hepatic mixed function oxygenase (MFO) system was investigated in olive flounder exposed to formalin. Hepatic microsome of olive flounder incubated in vitro with formalin demonstrated the induction of cytochrome P450 (CYP), ethoxyresorufin deethylase (EROD), cytochrome P450 reductase (P450R) and cytochrome b5 reductase (b5R) activity. In addition, olive flounder was exposed to 100, 300 and 500 ppm of formalin for 1 h and then transferred to a flow-through type of 1000 L aquarium. Hepatic MFO enzyme activity was determined for 72 h. As the result, hepatic CYP, P450R and EROD activities increased following exposure of formalin, but b5R and GST showed no significant change. These results imply that CYP and P450R can be considered as main hepatic enzymes involving in detoxification of formalin.
The study was conducted to investigate the responses of the hepatic microsomal cytochrome P450 monooxygenase system in the rock bream Oplegnathus fasciatus after chronic exposure to 0, 1, 2, 4, and $8{\mu}g/L$ tributyltin (TBT) concentrations for 4 weeks. Hepatic cytochrome 450 content and ethoxyresorufin O-deethylation (EROD) activity were found to significantly increase in fish treated with the higher concentration of TBT (${\geq}4{\mu}g/L$); however, no significant changes were observed in penthoxyresorufin O-deethylation (PROD) activity in all treated groups compared to the control group. These findings suggest that exposure to a low TBT concentration (${\geq}4{\mu}g/L$) has the potential to induce cytochrome 450 content and EROD enzyme activity in hepatic tissue in the rock bream.
홍삼의 물추출물을 장기간 흰쥐에 급여했을 때 흰쥐 간의 이물질대사효소 활성도 유도에 미치는 영향을 조사하였다. 홍삼 물추출물의 급여농도는 25 mg/kg body weight이었으며, 간의 이물질대사효소 유도제는 항경련제 PB (80 mg/kg)와 발암제 3-MC (20 mg/kg)을 사용하였다. 간에서 이물질대사에 관여하는 cytochrome P-450의 함량, cytochrome P-450 dependent monooxygenase인 ECOD와 BPDM, cytochrome P-450 reductase와 GST의 활성도는 PB와 3-MC 투여에 의해서 대조군과 홍삼투여군 모두 크게 증가되었다. 흰쥐의 나이가 3개월에서는 두 유도제를 투여했을 때 이물질대사효소의 활성은 대조군이 인삼투여군에 비해 상대적으로 더 많이 유도되었다. 그러나 12개월에서는 두 시험군 모두 유도정도가 감소하였으나 홍삼투여군은 그 활성도 감소정도가 대조군에 비해 상대적으로 크지 않았다. 한편 두 그룹 모두 이물질대사 효소 중 cytochrome $B_5$ 함량과 cytochrome $b_5$ reductase의 활성도는 PB와 3-MC 투여에 의해서 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 따라서 이러한 결과는 흰쥐에 홍삼의 장기간 급여는 간에서 효소유도제의 이물질대사효소유도 정도를 조절하여 무독화에 기여할 수 있다는 것을 의미한다.
This study was undertaken to investigate the effects of organic solvents on xenobiotic metabollzing enzyme system in vivo by meaas of experimental conditions i.e. (1) single group which was treated by benzene (B), toluene (T) and xylene (X), respectively, (2) combination group which was treated by mixture of benzene+toluene (BT), benzene+xylene (BX), and toluene+xylene (TX), respectively, (3) mixture group which was treated by benzene+ toluene+xylene mixture (M), and to interpreat the interaction between the organic solvents metabolizing enzymes. 1. The contents of cytochrome P-450 in liver microsomes were increased (p < 0.01) in organic solvents treated groups, and the contents of cytochrome P-450 were increased by following order of B < T < M < BT=BX < X < TX. 2. The activity of cytochrome P-450 dependent AHHase was significantly higher in organic solvents treated groups than in control group (p < 0.01), and the activity of AHHase was increased by following order of B < T < BT=BX=TX=xylene < M. 3. The activity of NADPH P-450 reductase was significantly higher in organic solvents treated groups than in control group (p < 0.01), and the order of M < combinated group < X < T
본 연구에서는 액체식이로 알코올을 열량의 35%로 6주간 섭취시킨 흰주의 간조직내 지질과산화물과 glutathione 이용효소계의 활성도 및 cytochrome P-450에 미치는 영향을 살펴보고 아울러 간암의 발암원으로 알려진 2-AAF를 투여하여 이들의 상호효과를 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 체중, 간무게, 그리고 체중에 대한 간무게의 알코올에 대한 효과는 유의적인 차이를 보여 체중은 알코올에 대한 효과는 유의적인 차이를 보여 체중은 알코올 섭취군이 유의적으로 감소하였고 간무게 및 체중에 대한 간무게는 알코올군의 유의적으로 증가하였다. 2. Microsome의 지질과산화물 함량 및 cytosol의 glutathione peroxidase, glutathione reductase 활성도는 알코올과 2-AAF 투여시 모두 유의적인 차이를 보이지 않았으나, cytosol의 glutathione S-transferase 활성도는 알코올과 2-AAF에 의해서 모두 유의적으로 증가하였고 알코올 섭추와 함께
투여시 GST 활성도가 가장 많이 증가하였다. 3. Microsome의 cytochrome P-450 및 cytochrome b5 함량에 대한 알코올 효과는 cytochrome P-450 함량을 증가시키는 경향이 있고 cytochrome b5는 유의적인 증가를 보여 주었으며 2-AAF 투여 역시 cytochrome P-450의 유의적인 증가를 유도하였다. 따라서 알코올 섭취와 2-AAF 함께 투여 시 cytochrome P-450의 함량이 대조군의 약 2.2배 정도 증가하였으며 cytochrome b5 함량이 1.7배로 높이 증가하였다. 이는 2-AAF가 cytochrome P-450을 유도하여 자신의 대사를 촉진시키며 알코올의 섭취 또한 2-AAF의 hydroxylation을 증가시킬 수 있는 것으로 생각된다. 이상의 결과에서 과량의 알코올을 만성적으로 섭취시 간조직내의 microsome의 MFO system에 영향을 미쳐서 발암물질의 생체 활성화를 촉진시킬 수 있고 또한 GST의 활성도를 증가시키므로 어느 정도 발암과정에 영향을 미치는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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