心血管遗传药理学
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第三节 心血管药物代谢酶

一、细胞色素氧化酶P450
许多酶家族都与药物代谢有关,特别是细胞色素氧化酶P450超家族,在药物代谢方面起了决定性作用。细胞色素氧化酶P450 (cytochrome P450,CYP450)超家族是从一个共同的祖先基因衍生进化而来的,这个祖先基因至少有3000亿年历史。CYP450酶是血红素蛋白,其活性部位上含有原卟啉Ⅸ。这些同工酶是由于酶蛋白中所含血红素与CO的结合体P450-CO在450nm处有特征性强吸收峰而得名。根据酶蛋白一级结构中氨基酸的同源度,它们被归入不同的家族和亚家族。一般而言,一个家族的成员和另一个家族的成员有小于或等于36%的相似性,同时一个亚家族和其他亚家族的成员有40%~60%的相似性,同一个亚家族成员有60%的一致性。以“CYP”为词首来命名所有物种的CYP450同工酶(除果蝇及鼠基因用“Cyp”外)中,同一个家族的CYP450氨基酸同源性>40%,以CYP后加1位阿拉伯数字表示,如CYP1;氨基酸同源性>55%为同一种亚族,在家族表达式后面加1个大写字母,如CYP1A;每一种亚族中的亚型则在表达式后面再加上阿拉伯数字,如CYP1A1。
CYP450酶主要存在于肝脏组织。肠道中的单加氧酶,多数位于细胞内质网上,是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶。参与内源性物质(如脂肪酸、维生素、胆酸)的代谢,外源性物质(如药物)的解毒,前致癌物质(如芳香类物质)的激活,在药物代谢中发挥重要的作用。
CYP450成员现已经达到500多种。据统计,该超家族拥有481种P450基因和22个假基因。它们来自85种真核生物(包括脊椎动物、无脊椎动物、真菌和植物)和20种原核生物属,共分74个基因家族。其中,哺乳动物有14个基因家族,后者可再分为26个基因亚家族。在人和小鼠基因组作图已分别找到26个基因亚家族中的20和15种。随着人类基因组计划的完成,未来有一两个新成员将加入P450酶家族。每种P450酶并不是由连续的基因片段表达的产物,它受到独立的基因调控。因此,不同的CYP450酶会受到遗传、环境、生理和病理因素不同程度的影响。在很大程度上,只有前3个P450酶家族成员(CYP1、CYP2和CYP3)参与药物和外源性化合物的代谢。其余家族成员参与生物合成或内源性物质的清除,如类固醇/脂肪酸和类花生酸类物质。
CYP450酶分布于全身各种组织中。与药物代谢有关的CYP450酶主要分布在肝脏,还有少部分分布在所谓的“侵入门户”,尤其是小肠。CYP1~3家族约占总肝脏CYP450含量的70%,并负责大多数药物的代谢。根据它们在肝脏的表达,CYP3A约占总肝脏P450的30%,CYP2约占20%,CYP1A2占13%,CYP2E1占7%,CYP2A6占4%,CYP2D6占2%。在大量的组织内,包括小肠、胰、脑、肺、肾上腺、肾、骨髓、肥大细胞、皮肤、卵巢及睾丸均发现有其他的肝细胞色素P450。与内源性化合物合成和降解有关的酶位于它们发挥功能的组织和细胞上,如某P450酶在心脏、血小板、肾上腺和血管内皮细胞上发现有高表达。

(一)CYP1家族

CYP1家族包含CYP1A1、CYP1A2和CYP1B1。其中,只有CYP1A2表达很广泛,且主要在肝脏表达。CYP1A2主要代谢环境中和食物中的化合物。除此之外,对抗心律失常药美西律和普罗帕酮(去丙基化)、β受体阻滞剂普萘洛尔(羟基化和去异丙基化)、强心药匹莫苯、抗血小板药(西洛他唑)和抗凝血药华法林等药物进行氧化代谢。钙离子通道阻断药维拉帕米是CYP1A2抑制剂,而不是通过CYP1A2来代谢,具有一定程度的临床意义。芳香烃受体可诱导CYP1A2家族所有成员的表达,而奥美拉唑诱导CYP1A2酶的活性与CYP1A2基因型相关。

(二)CYP2家族

CYP2家族是人类最大的CYP家族,包括2A、2B、2C、2D、2E亚家族。这个家族成员大都在肝脏和肝外组织表达。比如CYP2E1,虽然在不同组织上有组织特异性的表达,但主要还是在肝脏和肝外组织上表达。对人2A亚家族的研究尚不多,CYP 2A6是一种重要的肝酶,可羟化香豆素类化合物。2B亚家族对人肝脏药物代谢的作用较为有限。CYP2D6在环境化合物和药物代谢中起重要的作用,尤其是当吸入这些化学物质时。CYP2D6同样可以代谢抗凝血药香豆素类(羟化作用)。到目前为止,虽然CYP2B6在一些抗肿瘤药物代谢中发挥显著的作用,比如环磷酰胺。但它的功能还没有得到很好的研究。CYP2A6主要参与香豆素的羟化反应和去烷基反应,这种酶只在成人的肝脏中可以被检测到,在胎儿时期并无表达。

1.CYP2C亚家族

人类CYP2C亚家族包含4个成员,CYP2C8、CYP2C9、CYP2C18和CYP2C19。其中CYP2C19在肝脏中高度表达。CYP2C8在肝脏中表达很低甚至没有表达。CYP2C9可以代谢很多临床药物,比如抗糖尿病药甲苯磺丁脲、抗惊厥药苯妥英、抗炎药布洛芬和双氯芬酸、调血脂药HMG-CoA还原酶抑制剂氟伐他汀和利尿剂托拉塞米等。CYP2C9氧化血管紧张素Ⅱ受体阻断剂氯沙坦使其变成有活性的代谢产物,同样影响依贝沙坦(厄贝沙坦)和坎地沙坦的代谢,但是没有显著的临床意义。通过CYP2C9代谢,S-华法林比R-华法林有更高的潜在的抗凝血作用。一些药物可抑制CYP2C9,如磺胺苯吡唑和去乙基胺碘酮(抗心律失常药胺碘酮的活性代谢产物)。现已证明,奥美拉唑的某些药代动力学参数和幽门螺杆菌治愈率与 CYP2C19基因型相关。临床上许多药物如地西泮、奥美拉唑、氟西汀、西酞普兰和舍曲林等的代谢和疗效依赖于 CYP2C19基因型,且这种催化作用呈底物剂量依赖性和基因剂量效应。其次,一些心血管药物比如普萘洛尔(侧链氧化为苯氧基乳酸),R-华法林(代谢为小分子物质)都是通过CYP2C9来代谢。抗血小板药物噻氯匹啶是CYP2C9的抑制剂。最新研究表明: CYP2C9基因可用作监测药物反应和副作用的生物标志物。 CYP2C9基因遗传测试,预计将会在预测药物清除并且进行个性化药物治疗中发挥重要作用。因此需要进行大样本前瞻性临床研究来建立 CYP2C9基因-剂量和基因-底物效应的关系。
CYP2C19的底物有美芬妥英、奥美拉唑、氯吡格雷、地西泮、甲苯比妥、丙米嗪等20余种药物。研究发现在健康者中携带至少一个 CYP2C19功能丧失等位基因的患者,与不携带突变基因的患者相比,活性氯吡格雷代谢物的水平降低,抑制血小板聚集的疗效也降低。接受氯吡格雷治疗时,携带功能丧失等位基因的患者与未携带者相比,心血管、心肌梗死或卒中的死亡风险增加。携带 CYP2C19*2等位基因患者发生支架血栓的风险增加,而且发生率是未携带者的3倍。
目前,CYP2C8还没有像CYP2C9和CYP2C19一样深入研究。但它可以代谢钙离子通道阻滞剂的对映异构体维拉帕米和去甲维拉帕米,但这并不意味着在体内有显著的清除率。和其他酶一样(如CYP3A4)虽然催化不够活跃,但因为高水平的表达,所以仍起着比较重要的作用。

2.CYP2D亚家族

CYP2D亚家族主要以CYP2D6为代表。CYP2D6与很多药物的代谢有关,通常在药物的代谢中起着决定性的作用。对于心血管药物来讲,CYP2D6非常重要。因为它可以清除许多心血管药物和β受体拮抗剂,同时在一些钙离子通道阻滞剂和HMG-CoA还原酶抑制剂的氧化过程中起重要作用。β受体拮抗剂如美托洛尔、丁呋洛尔、噻吗洛尔的代谢受CYP2D6的控制。美托洛尔为选择性β 1受体拮抗剂,经肝脏代谢后主要以无活性代谢产物的形式从肾脏排泄,血药浓度的个体差异较大。另外,抗心绞痛药哌克昔林的单羟基化几乎全部由CYP2D6催化完成,哌克昔林具有与浓度相关的肝毒性,并能产生周围神经病变,及时确定CYP2D6基因型将会有助于患者制定个体用药剂量,降低与药物浓度相关的毒性。一些药物可以抑制CYP2D6,还有些药物可以竞争或非竞争性机制抑制CYP2D6,比如奎尼丁。CYP2D6似乎不能够被诱导。

3.CYP2E亚家族

CYP2E亚家族主要以CYP2E1为代表。CYP2E1、乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶在乙醇的氧化过程中起着重要的作用。CYP2E1的底物通常是低分子重量的溶剂,比如苯和氟烷。虽然一些心血管药物可以通过CYP2E1进行代谢,但只是微量反应,没有临床意义。双硫仑(安塔布司)可抑制CYP2E1。它还可抑制乙醛脱氢酶。CYP2E1可以被一些溶剂诱导,比如乙醇。
到目前为止,虽然CYP2E1的研究有些进展,但是CYP2家族成员的诱导机制没有CYP1和CYP3家族研究的详尽,一些家族成员CYP2B6和CYP2C亚家族可通过雄甾烷(CAR)受体被诱导,且PXR受体对其有显著的干扰作用。

(三)CYP3家族

CYP3A亚家族包括4个成员,CYP3A4、CYP3A5、CYP3A7和CYP3A43。CYP3A4在肝脏和小肠中表达的量很高,但分布不均匀。在肝脏中CYP3A5表达低,但是在组织中分布比CYP3A4广。CYP3A7在胎儿中表达,而在成人中表达量少。一直以来,CYP3A7多被认为在胎儿的肝脏中表达,占胎儿肝脏总细胞色素P450酶的30%~50%,只有少数成人体内有少量CYP3A7表达。但近年的研究发现,CYP3A7在大约20%的成人肝脏中呈相对高水平的表达。CYP3A43在肝脏和其他组织中表达极少。
CYP3A4在人类肝脏和胃肠道中表达极其丰富,它能代谢多达120种处方药物,也能代谢内源性物质如类固醇和胆汁酸。CYP3A5催化活性很小,它比CYP3A4表达少,但和CYP3A4有相似的特性。因此被CYP3A代谢的大多数化合物都是CYP3A4起主导作用。CYP3A4和CYP3A5有很广的底物特异性,能代谢一系列不同的底物,底物常常具有多环的性质。CYP3A4的经典底物包括红霉素、咪达唑仑、环孢素等。在心血管药物中,CYP3A4代谢大量钙离子通道抑制剂,尤其是那些拥有二氢吡啶环结构的;能代谢抗心律失常药物如胺碘酮、低脂溶性药物、HMG-CoA还原酶抑制剂洛伐他汀和苯二氮类地西泮等。CYP3A4是辛伐他汀羟化代谢的主要酶,基因突变导致CYP3A4酶活性的下降,使辛伐他汀的降脂疗效增加。因此,在用降压药、降脂药、抗心律失常药和抗心衰药时, CYP3A4基因表型是直接或间接影响药物吸收、代谢、排泄的一个重要因素。现已证明, CYP3A4CYP3A5MDR1的遗传多态性与环孢霉素的药代动力学密切相关。
通过类固醇家族受体-孕甾烷X受体(Pregnane X receptor,PXR)介导的离子活性转化表达,CYP3A4表达被大量减低。PXR初级反应定位于CYP3A4基因上游区域,它能够被地塞米松和利福平等药物所激活。CYP3A4通过CAR受体也可以对苯巴比妥类药物产生应答。CYP3A5与CYP3A4相比,它的药物诱导作用要少。

(四)CYP4家族

CYP4家族成员包括CYP4A11、CYP4B1、CYP4F2和CYP4F3。他们主要参与花生四烯酸、脂肪酸和少数药物的代谢。CYP4A和CYP4B在肾脏远曲小管表达,CYP4A缺陷可导致水、盐代谢失调。CYP4F亚家族介导的前炎症类花生酸ω-羟基化和失活以及 CYP4F2CYP4F3基因与腹腔炎症疾病相关性表明,这一类基因与炎症的介导相关。
二、Ⅱ相药物代谢酶

(一)UDP-葡萄糖苷酸(基)转移酶

葡萄糖醛酸化(glucuronidation)是一个主要的排出前代谢途径,与葡萄糖醛酸结合的底物水溶性增加,易于从机体排出。葡萄糖醛酸化受UDPGA-依赖的内质网UDP-葡糖醛酰转移酶(UDP-glucuronosyltransferases,UGTs)的催化。UGTs有广泛的组织分布,在肝组织中活性最强。UGTs由两个家族组成,其底物特异性和调节方式不同。UGTs在灭活和清除内源性化合物,如胆红素、类固醇和胆汁酸中起着重要作用;同时它也代谢许多药物,特别是这些药物的Ⅰ相代谢酶的产物。UGTs催化直接结合葡萄糖醛酸的药物包括非甾体类抗炎药、吗啡和可卡因。有些药物如美西律,在与葡萄糖醛酸结合前即被氧化,最终被消除。常见的抑制性药物相互作用是丙磺舒,已有报道呋塞米,水杨酸和奥沙西泮能抑制葡萄糖醛酸化过程。一些UGTs是可诱导的,但不如P450酶系的诱导程度。研究发现,肠内的UGTs作用可能是药物和外源性化合物的药物代谢动力学和生物反应变化的原因。

(二)磺基转移酶

磺基转移酶(sulphotransferases,SULTs)催化辅助因子3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸酯(3'-phosphoadenosine-5'-phosphosulfate,PAPS)上的硫酸基到底物的亲核基团上,包括药物、内源性小分子物质如激素和神经递质等。人体中研究了SULTs的三个家族(SULT1,2,4)九个成员,组织分布广泛。他们的底物很多且相互重叠,尽管在结构上有很大的不同。SULTs和UGTs中特异性底物有很大的重叠,许多化合物对两种酶系来说都是底物。像UGTs一样,SULTs结合很多的内源性和外源性化合物,通常是Ⅰ相代谢酶的底物。连接了硫酸基的底物水溶性更大,更易被消除。SULT1A1高表达于肝脏组织,在其他组织如脑中也有表达,底物包括4-硝基苯酚、米诺地尔、多巴胺和肾上腺素。SULT1A3在空肠和结肠中表达量高,在脑和血小板上也有表达,但在人肝中没有表达,底物包括儿茶酚胺,如多巴胺、去甲肾上腺素和异丙肾上腺素。SULT1B1在肝脏和肠道组织中表达量高,与结合碘化甲状腺氨酸有关。SULT2A1主要表达在肝脏和肾上腺,底物有脱氢表雄酮和米诺地尔。总的来说,SULTs没有表现可诱导效应,尽管有报道在糖皮质激素作用下SULTs的表达可能增加。环境和食物中的化合物可能通过抑制SULTs影响类固醇代谢和药物的解毒作用,导致药理学反应的改变。

(三)N-乙酰转移酶

N-乙酰转移酶( N-acetyltransferase,NAT)是一种参与Ⅱ相乙酰化反应的代谢酶,有两种亚型:NAT1和NAT2。最近报道了另外两个新的 NAT基因, NAT5NAT8,有报道发现 NAT8可能是血压和肾功能调节的靶基因,但其功能还有待于进一步的研究。NAT1和NAT2催化肼屈嗪和芳香胺类药物氨基、肼基和 N-羟基的乙酰化。NAT1在人体内广泛表达,NAT2的主要表达于肝脏。NAT1催化对氨基苯甲酸等物质的乙酰化代谢,同样也能结合叶酸的分解代谢产物。NAT2的底物包括异烟肼、肼屈嗪、普鲁卡因胺和咖啡因的代谢产物。普鲁卡因胺的乙酰化产物—— N-乙酰卡尼是一有生物学活性的代谢产物,具有抗心律失常的作用。普鲁卡因胺在体内易引起免疫系统失调,长期使用该药的患者体内抗核抗体生成增加,易患系统性红斑狼疮。普鲁卡因胺诱导慢性乙酰化代谢者发生系统性红斑狼疮的时间为12个月左右,而对快型乙酰化代谢者则需54个月左右。NAT1和NAT2在环境化合物的代谢中发挥重要作用,包括芳香族类和杂环类化合物。例如,NAT2慢乙酰化代谢者具有发生膀胱癌的高危险性。而NAT2快乙酰化代谢者更易患结肠直肠癌。

(四)谷胱甘肽-S-转移酶

谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathione-S-transferases,GSTs)是细胞内主要的非蛋白巯基化合物,由三个多肽(γ-谷氨酰基-半胱氨酰基-甘氨酸)组成,在氧化应激的保护、亲电子类毒物的解毒和保持细胞蛋白的巯基/二硫化物状态等细胞防御和代谢方面有重要作用。GSTs是一个超家族,至少有8种不同的酶类,有活性的酶常是同二聚体。 GSTs基因家族由字母A、K、M、O、P、S、T和Z命名,如 GSTA。每个成员由阿拉伯数字命名,如GSTA1。 GSTs基因产物通常由α、κ、μ、δ、π、ε和σ等代表。这些酶催化亲电子类物质,如细胞毒试剂与谷胱甘肽相连,降低化学物质的活性。癌症化疗药物如烷化剂等的耐药现象,与过表达的GSTs直接相关。特别是过表达GSTπ与许多癌症相关,这些酶在细胞分化、应激反应和凋亡的途径中起重要作用。GSTα和GSTσ合成PGD2和PGE2,微粒体的GSTs代谢花生四烯酸。
依地尼酸既是GSTs的底物也是它的抑制剂,依地尼酸与谷胱甘肽的结合物也是该酶的抑制剂。氯贝丁酯(clofibrate)也是GSTs的抑制剂。GSTs的抑制剂能够通过干扰GST调节的结合谷胱甘肽而改变烷化剂的效能。研究发现GSTs的基因变异与前列腺癌相关。
三、其他药物代谢酶

(一)黄素单氧化酶

黄素单氧化酶(flavin-containing monooxygenases,FMOs)是FAD、NADPH-和氧依赖酶系的一个家族,它在氧化亲核物中起重要作用,代谢含氮、含硫、含磷和含硒杂原子的药物,外源性和内源性的底物。现在6个 FMO基因已被定位。FMO3主要在成人肝脏中表达,它与大多数FMO介导的代谢有关。FMO1在肾脏和小肠中表达,FMO2主要在肺组织中表达。这些FMO与药物代谢的关系仍然不太明确。FMO3的底物包括含硫尼古丁、三甲胺、氯氮平、西咪替丁和雷尼替丁,FMO3通常不能被药物所诱导。

(二)单胺氧化酶

单胺氧化酶(Monoamine oxidase,MAO)代谢来自内源性和外源性物质中的酪胺和儿茶酚胺。MAO通常以MAO A和MAO B两种形式存在,他们主要分布在神经元线粒体膜外、脑部和脑部周边的其他细胞。MAO酶定位在X性染色体的不同基因上。MAO已经被开发为药物的作用靶点,如MAO A抑制剂氯吉兰和MAO B抑制剂司来吉兰用于帕金森病和抑郁症的治疗。MAO A优先脱氨肾上腺素、去甲肾上腺素和羟色胺,而MAO B优先脱氨苯乙胺和苄胺。多巴胺和酪胺是MAO的共同底物。在神经元细胞MAO A占优势,而在循环血小板中MAO B占优势,两种形式都分布在相似的组织和细胞类型中,在胎盘、心脏、肺脏、肝脏、肾、小肠有相似的表达水平,外周组织中的MAO B对外源性儿茶酚胺如静脉内多巴胺起重要的氧化作用。

(三)乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶

乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADHs)是依赖NADH-的酶,主要参与代谢外源性、内源性乙醇和其他醇、醛类(包括乙醛、脂类前氧化产物、其他外源性物质及其代谢产物)。乙醇转化为乙醛反应时可逆的,ADH催化这个反应向任何方向转化,取决于反应物浓度。ADH包括5种亚型,即ADH1、ADH2、ADH3、ADH4和ADH5。5种不同亚型的ADH都有典型的组织特异性表达,Ⅰ型酶(AHD1A、B、C)在肝脏中表达丰富,他们都具有乙醇氧化特性和广泛的底物特异性。底物包括胆汁酸、睾酮、神经递质、维生素、过氧化乙醛、甲羟戊酸等。Ⅳ型酶(ADH4)在胃和角膜有高活性,主要对乙醇和维A酸代谢,ADH4而不是ADH1对摄入型酒精代谢起重要作用。Ⅱ型(ADH2)主要代谢过氧化乙醛、去甲肾上腺素和羟戊酸等物质。Ⅲ型(ADH3)主要对甲醛、羟化脂肪酸进行代谢,Ⅴ型(ADH5)的作用还不太了解。乙醇可通过对ADH的竞争显著地阻止强心苷的氧化而引起心脏毒性。在人体肝脏,ADH同样能够代谢洋地黄化合物如地高辛和吉妥辛,形成3-酮化合物。
乙醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenases,ALDHs)组成了一系列依赖NADH-的酶,催化一系列外源性和内源性的脂肪和芳香醛。ALDH2在氧化乙醛方面起重要作用。几种形式的ADH和ALDH被酒精和低分子量溶剂诱导。ADH在一系列剂量的摄入乙醇下的作用是有限的,可能被某些底物产生竞争性抑制。

(四)水解酶

水解酶催化一系列化合物发生脱水反应,它具有广泛的底物特异性。在人体内水解酶分布广泛,血浆、组织和细胞中都有水解酶的分布。肝脏、小肠和血浆中的水解酶能对许多心血管系统药物如阿司匹林、氯贝丁酯、血管紧张素转化酶抑制剂依那普利、贝那普利、地拉普利、替莫普利发生水解。另外,还有至少三种羧酸酶参与了酰胺或者酯的水解,有几种胆碱酯酶和至少2种环氧化物水解酶也参与了药物代谢。环氧化物水解酶(epoxide hydrolases,EPHXs)对中间体的最终解毒有重要作用,是广泛性水解酶的一类。环氧化物水解酶包括酯酶、蛋白酶、脱卤素酶等。微粒体环氧化物水解酶(EPHX1)的底物包括毒物、前致癌物、以及常用的抗惊厥药如苯妥英钠和卡马西平等。细胞质环氧化物水解酶(EPHX2)是一种外源性代谢酶,同样参与内源性脂肪酸环氧化物的水解。

(五)硫嘌呤甲基转移酶

硫嘌呤甲基转移酶(thiopurine methyltransferase,TPMT)存在于肝细胞质内,主要催化芳香及杂环类巯基化合物,如6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤和硫唑嘌呤等的 S-甲基化反应。TPMT活性降低与增加这些药物的毒副反应相关,这些药物通常用来治疗急性淋巴细胞白血病、自身免疫性疾病、炎性肠道疾病和移植后排斥反应。已有报道TPMT有缺陷的心脏移植患者给予常规剂量的硫唑嘌呤治疗后死于白细胞减少导致的败血病。柳氮磺吡啶和奥沙拉嗪等对氨基水杨酸衍生物是TPMT的强抑制剂。给予治疗剂量的阿司匹林,水杨酸的血药浓度受TPMT抑制剂的影响。柳氮磺吡啶和其代谢产物5’氨基水杨酸抑制TPMT,同时使用呋塞米治疗可以影响硫嘌呤类的S-甲基化作用。因此,通过检测 TPMTUGT1A1的基因型,可以使化疗药物得到更安全合理的应用。

(六)儿茶酚O-甲基转移酶

儿茶酚 O-甲基转移酶(catechol- O-methyltransferase,COMT)广泛分布于人体组织中,具有胞浆酶和膜结合酶两种形式,在儿茶酚胺类神经递质生物转化中起着重要作用。胞浆酶被认为是COMT的主要形式,其V max值要大于膜结合酶,一些研究表明膜结合酶对儿茶酚胺类底物具有更高的亲和力,膜结合酶可能是儿茶酚胺类神经递质在低浓度或生理相关浓度时 O-甲基化代谢的主要酶,而胞浆酶则是在膜结合酶被饱和后起主要作用的酶。COMT的底物包括左旋多巴、去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、多巴酚丁胺、异丙肾上腺素和α-甲基多巴等。COMT的功能为清除活性或毒性的儿茶酚和一些其他羟基化的代谢产物。COMT同样作为血液和其他组织例如肠黏膜和肾脏间的酶解毒屏障。COMT也能调节脑、肾和肠的多巴胺能物质。COMT在脑中的作用研究的很多,它在代谢和摄取内源性儿茶酚胺的重要作用研究较为清楚,但是在神经外的转运作用不明。研究发现, COMT基因的变异对疼痛知觉和疼痛治疗有潜在的影响。 COMT基因(rs4680)位G-A转变影响酶的活性和皮质与皮质下之间的多巴胺能神经传递的相互作用,rs4680 COMT低活性变异纯合子与减少狂躁复发的相关;除此之外,红细胞COMT活性与抗高血压药甲基多巴的甲基化产物及其他代谢物的比值也显著相关。

(七)组胺N-甲基转移酶

组胺 N-甲基转移酶(histamine N-methyltransferase,HNMT)是组胺代谢的主要代谢酶,在存在 S-腺苷基蛋氨酸的条件下,HNMT催化组胺的N甲基化反应。对于一些组胺相关的疾病来说,如过敏和哮喘,该酶是一个关键性的调节因素。现已证明, HNMT遗传多态性与红细胞内组胺甲基转移酶的活性相关。一个常见的 HNMT基因Thr105Ile多态性导致该酶活性降低。 HNMTThr105Ile多态性与帕金森氏症,原发性震颤,注意力缺陷多动障碍(ADHD),哮喘和酗酒相关。