• 제목/요약/키워드: metabolizing enzymes

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초호열성 고세균 Thermococcus litoralis로부터 4-α-glucanotransferase의 대량밭현 (Overexpression of the get Gene Encoding 4-α-Glucanotransferase of a Hyperthermophilic Archaeon, Thermococcus litoralis)

  • Jeon, Beong-Sam;Park, Jeong-Won;Shin, Gab-Gyun;Kim, Beom-Kyu;Kim, Hee-Kyu;Song, Jae-Young;Cho, Young-Su;Cha, Jae-Young
    • 생명과학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.435-440
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    • 2004
  • 초호열성 고세균 Thermococcus litoralis 유래의 4-$\alpha$-glucanotransferase는 클로닝 되어 염기배열이 밝혀졌으며, 대장균에서 발현되었다 발현된 이 효소는 기능적인 면에서는 D-enzyme과 유사하지만 아미노산 배열에서는 큰 차이점을 나타내었다. 이 효소는 cycloamylose를 생산하는 새로운 기능적인 특성을 가지고 있어 당대사 관련 효소 단백질에 관한 연구의 중요성 때문에 산업적으로 많은 각광을 받고 있다. 본 연구는 초호열성 고세균 T. litoris 유래 4-$\alpha$-glucanotransferase 유전자를 부위 특이적 변이 방법으로 재조합하여 lac와 T7프로모터를 이용해서 대장균 발현 벡터 시스템에서 대량발현 시켰다. 대장균에서 대량 발현된 재조합 효소 단백질은 열처리, 501빌Butyl-Toyopearl, Mono Q 크로마티그래피 방법에 의하여 간단히 정제되었다. 정제된 재조합 효소 단백질은 본래의 효소 단백질과 같은 기능을 가지고 있는 것으로 확인되었다.

Streptozotocin 유도 당뇨성 흰쥐에서 methotrexate의 신독성 생성기전에 관한 연구 (The Mechanism of Nephrotoxicity Formation of Methotrexate in STZ-Induced Hyperglycemic Rats)

  • 김석환;김여정;이주연;강혜옥;이항우;최종원
    • 생명과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.259-265
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    • 2006
  • 엽산과 유사한 구조를 가져 관절염 치료제로 쓰이는 methotrexate (MTX)의 당뇨병 쥐에서의 신독성 기전을 구명할 목적으로 실험동물 정상군과 STZ로 당뇨를 유발한군에 MTX률 투여하여 신장 독성을 유발하여 혈중 생화학적 변화를 관찰하고 free radical의 생성계와 해독계의 활성에 미치는 영향을 관찰하였다. 혈중 신장기능 지표 효소 및 신장조직의 지질과산화 함량이 정상군에 MTX를 투여한 군에 비해 당뇨쥐에 MTX를 투여한 군에서 현저히 증가하였다. 당뇨쥐에 MTX를 투여함으로써 활성산소 생성계인 phase I 단계 중 cytosol 효소계 활성이 정상쥐에 MTX를 투여한 군에 비하여 현저히 증가하였고, phase II 단계 중 glutathione S-transferase의 활성이 정상쥐에 MTX를 투여하였을때에 비하여 당뇨쥐에 MTX를 투여하였을때 현저히 감소하였다. 신조직 중 glutathione의 함량 또한 당뇨쥐에 MTX를 투여했을때 현저히 감소하였고 이러한 결과는 $\gamma$-glutamylcysteine synthetase와 glutathione reductase의 활성을 감소시킨 결과로 생각된다. 이상의 결과를 종합하여 볼때 당뇨쥐에 MTX를 투여하면 신독성이 증가함을 확인할 수 있었고, 그 기전은 cytosol계 효소 활성을 증가시켜 MTX의 대사계를 촉진시킴으로 독성물질의 생성을 증가시키고, 이로 인한 신조직중의 지질과산화 함량의 증가는 glutathione의 함량 감소에 의해 나타나는 결과로 사료되어진다.

흰쥐에서 어성초 열수 추출물을 포함한 혼합물의 숙취해소 효과 (Effect of Mixture Including Hot Water Extract of Houttuynia cordata Thunb on Ethanol-Induced Hangover in Rats)

  • 유양희;이현미;정창식;이민재;전우진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권10호
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    • pp.1508-1512
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    • 2016
  • 어성초 열수 추출물, 연잎 열수 추출물, 녹차씨 70% 에탄올 추출물의 혼합물인 MIX가 흰쥐에서 에탄올 투여에 따른 혈중 에탄올 및 아세트알데히드 농도와 에탄올 대사 효소들에 작용하는 효과와 직접적인 에탄올 대사 효소 활성에 미치는 영향을 확인하여 신규 숙취해소 소재로서 MIX의 활용 가능성을 연구하였다. 급성 에탄올을 투여한 EtOH군과 MIX-200군은 혈중 에탄올 농도가 에탄올을 투여하지 않은 NC군보다 높게 나타났고, MIX-200군은 EtOH군에 비교해 혈중 에탄올 농도가 에탄올 투여 3시간부터 감소하였고, 혈중 아세트알데히드의 농도는 에탄올 투여 1시간 이후부터 감소하였다. 에탄올과 아세트알데히드를 분해하는 효소인 ADH와 ALDH의 활성은 MIX-200군에서 EtOH군보다 높게 나타났다. 또한, MIX는 높은 alcohol dehydrogenase 및 acetaldehyde dehydrogenase 활성을 나타내었다. 따라서 MIX는 에탄올 대사 효소들의 활성 증가에 직 간접적으로 작용해 알코올 섭취 후 혈중 알코올 및 아세트알데히드를 감소시키는 숙취해소 작용을 갖는 신규 식품 소재로 사용될 수 있을 것으로 생각한다.

Accelerated DNA Adduct Formation in the Lung of the Nrf2 Knockout Mouse Exposed to Diesel Exhaust

  • Aoki, Yasunobu;Sato, Hiromi;Nishimura, Noriko;Takahashi, Satoru;Itoh, Ken;Yamamoto, Masayuki
    • 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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    • 한국환경성돌연변이발암원학회 2002년도 Current Trends in Toxicological Sciences
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    • pp.36-42
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    • 2002
  • Diesel exhaust (DE) has been recognized as a noxious mutagen and/or carcinogen, because its components can form DNA adducts. Mechanisms governing the susceptibility to DE and the efficiency of such DNA adduct formation require clarification. The transcription factor Nrf2 is essential for inducible and/or constitutive expression of a group of detoxification and antioxidant enzymes, and we hypothesized that the nrf2 gene knockout mouse might serve as an excellent model system for analyzing DE toxicity. To address this hypothesis, lungs from nrf2(-/-) and nrf2(+/-) mice were examined for the production of xenobiotic-DNA adducts after exposure to DE (3 $mg/m^{3}$ suspended particulate matter) for 4 weeks. Whereas the relative adduct levels (RAL) were significantly increased in the lungs of both nrf2(+/-) and nrf2(-/-) mice upon exposure to DE, the increase of RAL in the lungs from nrf2(-/-) mice exposed to DE were approximately 2.3-fold higher than that of nrf2(+/-) mite exposed to DE. In contrail, cytochrome P4501Al mRNA levels in the nrf2(-/-)mouse lungs were similar to those in the nrf2(+/-) mouse lungs even after exposure to DE, suggesting that suppressed activity of phase II drug-metabolizing enzymes is important in giving ise to the increased level of DNA adducts in the Nrf2-null mutant mouse subjected to DE. Importantly, severe hyperplasia and accumulation of the oxidative DNA adduct 8-hydroxydeoxyguanosine were observed in the bronchial epidermis of nrf(-/-) mite following DE exposure. These results demonstrate the increased susceptibility of the nrf2 germ line mutant mouse to DE exposure and indicate the nrf2 gene knockout mouse nay represent a valuable model for the assessment of respiratory DE toxicity.

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만성 알코올 섭취시 2-Acetylaminofluorene 투여가 흰쥐간 Cytochrome P-450 및 Glutathione 이용 효소계 활성에 미치는 영향 (Effects of Chronic Alcohol Feeding and 2-Acetylaminofluorene Treatment on Microsomal Cytochrome P-450 and Glutathione Dependent Enzymes Activities in Rat Liver)

  • 김정희;최옥희;윤혜진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.859-866
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    • 1995
  • 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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흰쥐에서 N,N-dimethylformamide에 의한 간장의 Microsomal Cytochrome P450의 유도 (Induction of Hepatic Microsomal Cytochrome P450 by N,N-dimethylformamide in Sprague-Dawley Rats)

  • 고상백;차봉석;강성규;정효석;김기웅
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제32권1호
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    • pp.88-94
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    • 1999
  • 이 연구는 DMF에 의한 간독성 기전을 알아보기 위하여, 대사과정에서 중요한 역할을 하는 이물질 대사효소와 그와 관련된 효소가 어떠한 변화를 보이는가를 알아보았다. 이 연구에 사용된 동물은 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐로 DMF를 체중 kg당 0(Control), 450 (D1), 900 (D2), 1,800 (D3) mg을 1일 l회씩 3일간 연속하여 복강주사하였다. 마지막 투여 후 24시간 후에 실험동물로부터 간장의 microsome을 분리하였고, P450 동위효소의 유도와 P450의존성 촉매 효소의 활성도 변화를 관찰하였다. 연구결과, DMF를 투여한 실험군이 대조군보다 microsomal 단백질 함량이 통계학적으로 유의하지는 않았지만 낮은 수치를 보였다. P450과 b5 함량 역시 대조군과 투여군간에 유의한 차이가 없었다. 대사과정에서 어떠한 전자전달계가 주로 관여하는지를 알아보았는데, NADPH-P450 reductase의 경우 대조군보다 투여군이 투여용량이 증가함에 따라 활성도가 유의하게 증가하였다(p<0.01). NADH-b5 reductase의 활성도 의 경우는 대조군보다 투여군이 감소하여(p<0.01), 전자전달이 주로 NADPHP-450 reductase에 의해 이루어지는 것을 알 수 있었다. 활성도 측정에서는 EROD 와 PROD 활성도는 유의한 차이를 보이지 않았으나 pNPH 활성도는 처리군에서 현저한 증가가 관찰되었다(p<0.01). 또한 P4501A1/2, P4502B1/2 및 P4502E1에 대한 단세포군 항제를 이용한 Western immunoblot 분석에서 P4502E1 단백질 의 양이 현저하게 증가하였다. 이 상의 결과를 보면, DMF에 의해서 P4502E1 형태의 동위효소가 유도되며, 유도된 P4502E1 동위효소가 DMF의 대사에 관여하는 것으로 보인다.

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폐암발생과 Glutathione S-transferase M1, T1 및 N-acetyltransferase 1의 유전적 다형성과의 연관성에 관한 연구 (Association of Genetic Polymorphism of Glutathione S-transferase M1, T1 and N-acetyltransferase 1 with Lung Cancer)

  • 이승준;박계영;오연목;강대희;조수헌;김수웅;유철규;이춘택;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제47권4호
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    • pp.471-477
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    • 1999
  • 연구배경 : 발암물질의 체내 대사효소계인 GSTM1, T1과 NAT1의 유전적다형성의 발현 양상이 폐암발생과 연관성이 있는가를 밝히기 위해 환자-대조군 연구를 수행하였다. 방 법 : 서울대병원에서 병리화적 폐암환자군으로, 비암성요료계질환으로 입원한 환자를 대조군으로 설정하여, 각 환자에 대한 성, 연령, 흡연력 등을 병력조사나 병록지검토로 얻었으며, 말초혈액을 채취하여 DNA를 분리한 뒤, 다중중합효소연쇄반응을 이용하여 GSTM1, T1의 유전자형을, nested PCR법을 이용하여 NAT1의 유전자형을 결정하였다. 결 과 : 모집된 환자, 대조군은 각각 118 명, 150명이었고, 환자군에서 흡연력은 통계적으로 의미있게 높았다(p<0.05). GSTM1의 소실형은 비소실형에 비해 편평상피암의 위험을 높였으나(OR=2.25 ; 95% CI=1.12-4.51), GSTT1의 경우는 폐암의 위험인자로 작용하지 않았다. NAT1의 fast acetylator형은 폐암환자전체를 분석했을 때 통계적으로 의미있는 위험도 상승을 보였다(OR=2.13; 95% CI=1.04-4.40). 결 론 : GSTM1의 소실형과 NAT1의 fast형은 폐암발생과 관련성이 있다.

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Variability in Drug Interaction According to Genetic Polymorphisms in Drug Metabolizing Enzymes

  • Jang, In-Jin;Yu, Kyung-Sang;Cho, Joo-Youn;Chung, Jae-Yong;Kim, Jung-Ryul;Lim, Hyeong-Seok;Shin, Sang-Goo
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.15-18
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    • 2004
  • There are significant differences in the extent of drug interactions between subjects. The influence of the genetic make up of drug metabolizing enzyme activities (CYP3A5, CYP2C19 and UDP-glucuronosyl transferase) on the pharmacokinetic drug interaction potential were studied in vivo. Nineteen healthy volunteers were grouped with regard to the $CYP3A5^{*}3$ allele, into homozygous wild-type (CYP3A5^{*}1/1^{*}1$, n=6), heterozygous $(CYP3A5^{*}1/^{*}3$, n=6), and homozygous variant-type $(CYP3A5^{*}3/^{*}3$, n=7) subject groups. The pharmacokinetic profile of intravenous midazolam was characterized before and after itraconazole administration (200 mg once daily for 4 days), and also following rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. For omeprazole and moclobemide pharmacokinetic interaction study 16 healthy volunteers were recruited. The volunteer group comprised 8 extensive metabolizers and 8 poor metabolizers of CYP2C19, which was confirmed by genotyping. Subjects were randomly allocated into two sequence groups, and a single-blind, placebo-controlled, two-period crossover study was performed. In study I, a placebo was orally administered for 7 days. On the eighth morning, 300 mg of moclobemide and 40 mg of placebo were coadministered with 200 mL of water, and a pharmacokinetic study was performed. During study n, 40 mg of omeprazole was given each morning instead of placebo, and pharmacokinetic studies were performed on the first and eighth day with 300 mg of moclobemide coadministration. In the UGT study pharmacokinetics and dynamics of 2 mg intravenous lorazepam were evaluated before and after rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. The subjective and objective pharmacodynamic tests were done before and 1, 2, 4, 6, 8, and 12 hrs after lorazepam administration. The pharmacokinetic profiles of midazolam and of its hydroxy metabolites did not show differences between the genotype groups under basal and induced metabolic conditions. However, during the inhibited metabolic state, the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$ group showed a greater decrease in systemic clearance than the $CYP3A5^{*}1/^{*}1$ group $(8.5\pm3.8$ L/h/70 kg vs. $13.5\pm2.7$ L/h/70 kg, P=0.027). The 1'-hydroxymidazolam to midazolam AUC ratio was also significantly lower in the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$,/TEX> group $(0.58\pm0.35,$ vs. $1.09\pm0.37$ for the homozygous wild-type group, P=0.026). The inhibition of moclo-bemide metabolism was significant in extensive metabolizers even after a single dose of omeprazole. After daily administration of omeprazole for 1 week, the pharmacokinetic parameters of moclobemide and its metabolites in extensive metabolizers changed to values similar to those in poor metabolizers. In poor meta-bolizers, no remarkable changes in the pharmacokinetic parameters were observed. The area under the time-effect curves of visual analog scale(VAS), choice reaction time, and continuous line tracking test results of lorazepam was reduced by 20%, 7%, 23% respectively in induced state, and in spite of large interindividual variablity, significant statistical difference was shown in VAS(repeated measures ANOVA, p=0.0027).

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Variability in Drug Interaction According to Genetic Polymorph isms in Drug Metabolizing Enzymes

  • Jang, In-Jin;Yu, Kyung-Sang;Cho, Joo-Youn;Chung, Jae-Yong;Kim, Jung-Ryul;Lim, Hyeong-Seok;Shin, Sang-Goo
    • 한국환경성돌연변이발암원학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.131-134
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    • 2003
  • There are significant differences in the extent of drug interactions between subjects. The influence of the genetic make up of drug metabolizing enzyme activities (CYP3A5, CYP2C19 and UDP-glucuronosyl transferase) on the pharmacokinetic drug interaction potential were studied in vivo. Nineteen healthy volunteers were grouped with regard to the $CYP3A5^{*}3$ allele, into homozygous wild-type (CYP3A5^{*}1/1^{*}1$, n=6), heterozygous $(CYP3A5^{*}1/^{*}3$, n=6), and homozygous variant-type $(CYP3A5^{*}3/^{*}3$, n=7) subject groups. The pharmacokinetic profile of intravenous midazolam was characterized before and after itraconazole administration (200 mg once daily for 4 days), and also following rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. For omeprazole and moclobemide pharmacokinetic interaction study 16 healthy volunteers were recruited. The volunteer group comprised 8 extensive metabolizers and 8 poor metabolizers of CYP2C19, which was confirmed by genotyping. Subjects were randomly allocated into two sequence groups, and a single-blind, placebo-controlled, two-period crossover study was performed. In study I, a placebo was orally administered for 7 days. On the eighth morning, 300 mg of moclobemide and 40 mg of placebo were coadministered with 200 mL of water, and a pharmacokinetic study was performed. During study n, 40 mg of omeprazole was given each morning instead of placebo, and pharmacokinetic studies were performed on the first and eighth day with 300 mg of moclobemide coadministration. In the UGT study pharmacokinetics and dynamics of 2 mg intravenous lorazepam were evaluated before and after rifampin pretreatment (600 mg once daily for 10 days), with a washout period of 2 weeks in between. The subjective and objective pharmacodynamic tests were done before and 1, 2, 4, 6, 8, and 12 hrs after lorazepam administration. The pharmacokinetic profiles of midazolam and of its hydroxy metabolites did not show differences between the genotype groups under basal and induced metabolic conditions. However, during the inhibited metabolic state, the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$ group showed a greater decrease in systemic clearance than the $CYP3A5^{*}1/^{*}1$ group $(8.5\pm3.8$ L/h/70 kg vs. $13.5\pm2.7$ L/h/70 kg, P=0.027). The 1'-hydroxymidazolam to midazolam AUC ratio was also significantly lower in the $CYP3A5^{*}3/^{*}3$,/TEX> group $(0.58\pm0.35,$ vs. $1.09\pm0.37$ for the homozygous wild-type group, P=0.026). The inhibition of moclo-bemide metabolism was significant in extensive metabolizers even after a single dose of omeprazole. After daily administration of omeprazole for 1 week, the pharmacokinetic parameters of moclobemide and its metabolites in extensive metabolizers changed to values similar to those in poor metabolizers. In poor meta-bolizers, no remarkable changes in the pharmacokinetic parameters were observed. The area under the time-effect curves of visual analog scale(VAS), choice reaction time, and continuous line tracking test results of lorazepam was reduced by 20%, 7%, 23% respectively in induced state, and in spite of large interindividual variablity, significant statistical difference was shown in VAS(repeated measures ANOVA, p=0.0027).

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Cytochrome P450 1A1, 2E1 and GSTM1 Gene Polymorphisms and Susceptibility to Colorectal Cancer in the Saudi Population

  • Saeed, Hesham Mahmoud;Alanazi, Mohammad Saud;Nounou, Howaida Attia;Shalaby, Manal Ali;Semlali, Abdelhabib;Azzam, Nahla;Aljebreen, Abdeulrahan;Alharby, Othman;Parine, Narasimha Reddy;Shaik, Jilani;Maha, Maha
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권6호
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    • pp.3761-3768
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    • 2013
  • Background: The Saudi population has experienced a sharp increase in colorectal and gastric cancer incidences within the last few years. The relationship between gene polymorphisms of xenobiotic metabolizing enzymes and colorectal cancer (CRC) incidence has not previously investigated among the Saudi population. The aim of the present study was to investigate contributions of CYP1A1, CYP2E1, and GSTM1 gene polymorphisms. Materials and Methods: Blood samples were collected from CRC patients and healthy controls and genotypes were determined by polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism and sequencing. Results and Conclusions: $CYP2E1^*6$ was not significantly associated with CRC development (odd ratio=1.29; confidence interval 0.68-2.45). A remarkable and statistically significant association was observed among patients with $CYP1Awt/^*2A$ (odd ratio=3.65; 95% confidence interval 1.39-9.57). The $GSTM1^*0/^*0$ genotype was found in 2% of CRC patients under investigation. The levels of CYP1A1, CYP2E1 and GSTM1 mRNA gene expression were found to be 4, 4.2 and 4.8 fold, respectively, by quantitative real time PCR. The results of the present case-control study show that the studied Saudi population resembles Caucasians with respect to the considered polymorphisms. Investigation of genetic risk factors and susceptibility gene polymorphisms in our Saudi population should be helpful for better understanding of CRC etiology.