Einfluss des Paraoxonase-Phänotyps auf die Abbaugeschwindigkeit hochtoxischer Phosphoryloxime
Beschreibung
vor 16 Jahren
Die Fähigkeit der meisten aktiven Pyridinium-4-Aldoxime, wie
Obidoxim und Trimedoxime, zur Reaktivierung phosphorylierter
Acetylcholinesterase (AChE) ist noch nicht vollständig untersucht,
da es zur unvermeidbaren Bildung von Phosphoryloximen (POX) kommt,
diese sind ihrerseits extrem potente Inhibitoren der AChE. Vermutet
wird das Vorliegen eines topochemischen Gleichgewichts am aktiven
Zentrum, wobei das eben reaktivierte Enzym sofort durch POX wieder
re-inhibiert wird. In der folgenden Arbeit wurden
Dimethylphosphoryl-, Diethylphosphoryl- und
Diisopropylphosphoryl-Obidoxime Verbindungen synthetisiert und
isoliert. Ihre Hemmkonstanten gegenüber der AChE humaner
Erythrozyten waren um den Faktor 2250, 480 und 600 höher, als die
Entsprechenden von Paraoxon-methyl, Paraoxon-ethyl und
Diisopropylfluorophosphat. Alle drei POX-Verbindungen wurden durch
humane Paraoxonase 1 (PON1) hydrolysiert, dabei war das Alloenzym
PON1 192Q um den Faktor 50 aktiver als PON1 192R. Das Verhältnis
der Hydrolysegeschwindigkeiten mit Obidoxime als Produkt war
1:6:0,03 für die jeweiligen POX-Verbindungen. Die Geschwindigkeit
des nicht-enzymatischen Zerfalls mit Obidoxime-Mononitril als
Produkt war bei allen POX-Verbindungen ähnlich und zeigte eine hohe
Temperaturabhängigkeit (Aktivierungsenergie 83 kJ/mol), während die
enzymatische Hydrolyse weniger Energie benötigte (16 kJ/mol); aus
diesem Grund wurde zur Bestimmung der POX-Hydrolase-Aktivität eine
Reaktionstemperatur von 20 °C gewählt. Das Auftragen der
POX-Hydrolase gegenüber der salz-stimulierten Paraoxonase-Aktivität
zeigte besonders deutliche die Differenzierung der PON1 Q192R
Alloenzyme. Eine Erklärung dafür könnte die abstoßende
Wechselwirkung zwischen der Ladung des quarternären Stickstoffatoms
des protonierten Argininrestes und dem bisquarternären POX liefern.
Hieraus kann man schlussfolgern, dass der pharmakogenetisch
relevante PON1 Q192R Polymorphismus eine weitere Ursache für die
große Variabilität der Wirksamkeit Obidoxim-behandelter Patienten
ist.
Obidoxim und Trimedoxime, zur Reaktivierung phosphorylierter
Acetylcholinesterase (AChE) ist noch nicht vollständig untersucht,
da es zur unvermeidbaren Bildung von Phosphoryloximen (POX) kommt,
diese sind ihrerseits extrem potente Inhibitoren der AChE. Vermutet
wird das Vorliegen eines topochemischen Gleichgewichts am aktiven
Zentrum, wobei das eben reaktivierte Enzym sofort durch POX wieder
re-inhibiert wird. In der folgenden Arbeit wurden
Dimethylphosphoryl-, Diethylphosphoryl- und
Diisopropylphosphoryl-Obidoxime Verbindungen synthetisiert und
isoliert. Ihre Hemmkonstanten gegenüber der AChE humaner
Erythrozyten waren um den Faktor 2250, 480 und 600 höher, als die
Entsprechenden von Paraoxon-methyl, Paraoxon-ethyl und
Diisopropylfluorophosphat. Alle drei POX-Verbindungen wurden durch
humane Paraoxonase 1 (PON1) hydrolysiert, dabei war das Alloenzym
PON1 192Q um den Faktor 50 aktiver als PON1 192R. Das Verhältnis
der Hydrolysegeschwindigkeiten mit Obidoxime als Produkt war
1:6:0,03 für die jeweiligen POX-Verbindungen. Die Geschwindigkeit
des nicht-enzymatischen Zerfalls mit Obidoxime-Mononitril als
Produkt war bei allen POX-Verbindungen ähnlich und zeigte eine hohe
Temperaturabhängigkeit (Aktivierungsenergie 83 kJ/mol), während die
enzymatische Hydrolyse weniger Energie benötigte (16 kJ/mol); aus
diesem Grund wurde zur Bestimmung der POX-Hydrolase-Aktivität eine
Reaktionstemperatur von 20 °C gewählt. Das Auftragen der
POX-Hydrolase gegenüber der salz-stimulierten Paraoxonase-Aktivität
zeigte besonders deutliche die Differenzierung der PON1 Q192R
Alloenzyme. Eine Erklärung dafür könnte die abstoßende
Wechselwirkung zwischen der Ladung des quarternären Stickstoffatoms
des protonierten Argininrestes und dem bisquarternären POX liefern.
Hieraus kann man schlussfolgern, dass der pharmakogenetisch
relevante PON1 Q192R Polymorphismus eine weitere Ursache für die
große Variabilität der Wirksamkeit Obidoxim-behandelter Patienten
ist.
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