生体異物代謝とは何ですか？

Xenobiotic代謝は、代謝経路と呼ばれるさまざまな化学反応を指します。これは、生物が自然生化学の一部として生物に通常見られない化学物質を変えるために使用することです。生体異物と呼ばれるこれらの化学物質には、毒、薬物、環境汚染物質などが含まれます。生体は生命にとって重要です。なぜなら、生物がそれを生かし続ける化学プロセスを妨げる外来毒素を中和して排除することを可能にするからです。人間および他の多くの形態の生命体の生体異物代謝は、医学、農業、環境科学などの分野で重要です。

多くの潜在的に有害な物質は、細胞の膜によって損傷を与えることを妨げられ、どの化学物質が細胞に入り、多くの異系生物様体を肉体的にブロックするかを調節します。電子が分子の原子の間で均等に共有されていないために電気双極子を持つ極性分子は、一般的に細胞の膜を通り過ぎることができません。ただし、非極性分子は、透過性膜を通過して細胞に入ることができます。生体異物代謝は、ほとんどの非極性化合物と反応する酵素でこれらの物質から体を保護します。この専門化により、輸送タンパク質の助けを借りて細胞膜を介して拡散できる極性化合物である生物の正常な生化学の一部である有用な物質を攻撃することができなくなります。

生体異物代謝の最初の段階では、異物は、その分子に極性または反応性基を追加する化学反応を通じて修正されます。これは、モノオキシゲナーゼ反応を酸素分子、またはO2、および水素と触媒する酵素で最も一般的に行われ、O2からXenobiotic分子に1つの酸素を加え、副産物として水分分子を生成します。タンパク質の最も顕著なグループこの段階に関与しているのは、11,500を超える異なるタンパク質を含み、地球上のあらゆる形態に存在するシトクロムP450ファミリーです。

変更された生体異物は、他の分子との反応を通じて解毒され、それらと組み合わさって、生体異物関節と呼ばれる分子を形成します。 この相で一般的に使用される化学物質には、グリシン（C2H5NO2）、グルタチオン（C10H17N3O6S）、およびグルクロン酸（C6H10O7）が含まれます。これらの分子はアニオン性であるため、陽子よりも多くの電子が含まれているため、電気電荷が負になります。関係する物質に応じて、結果として得られるコンジュゲートは、解毒の過程でさらなる化学反応を受ける可能性があります。

最後に、コンジュゲートは細胞から排出されます。その負に帯電した陰イオン基により、タンパク質輸送体分子と結合することができ、それはコンジュゲートを細胞膜を横切って細胞から運びます。そこから、Xenobioticは細胞外生化学によってさらに代謝される可能性がありますcalまたは汗、尿、または糞で完全に体から追放された。

時間が経つにつれて、次の世代の生物の生体異物代謝は、環境で遭遇する可能性のある物質からより大きな保護を与えるために進化することができます。これにより、多くの形の生活が環境に住んでいるか、他の種にとって致命的な食物を安全に食べることができます。これは、狩猟または防御目的のために毒素を生成する種の進化を促進する可能性があり、捕食者や獲物の代謝を克服するのに最も効果的な生物を支持する選択的圧力を生み出します。

Xenobiotic代謝は農業の重要な要因です。異なる生物の生体異物に対する反応は、農薬などの農業化学物質の影響を受ける方法に影響します。作物を食べる昆虫などの害虫がgを進化させることができるので、これにより生体異物への進化的適応が大きな関心事になります種の耐性の低いメンバーとしての農薬に対する耐性は、遺伝子プールからwむきされます。

異物の代謝は、ほとんどの薬物が生体異物であるため、医学でも重要です。 一部の薬物は、実際に患者に投与され、生物活性化と呼ばれるプロセスによって化学的に変化したときに活性になる形で医学的効果がありません。これは、薬物の分子を酸化することによって最も一般的に行われ、通常はシトクロムP450ファミリーが含まれます。ただし、加水分解、メチル化、アセチル化などの化学変化を引き起こすエポキシドヒドロラーゼ、メチルトランスフェラーゼ、N-アセチルトランスフェラーゼなどの他のタンパク質も関与する可能性があります。危険な薬物相互作用の一般的な原因の1つは、1つの薬物が、他の薬物を代謝する体の能力を妨げる患者の代謝に影響を与える場合です。