Midazolam as a Probe for Drug–Drug Interactions Mediated by CYP3A4: Homotropic Allosteric Mechanism of Site-Specific Hydroxylation

变构调节 机制(生物学) CYP3A4型 咪唑安定 化学 药品 羟基化 药理学 立体化学 生物物理学 生物化学 细胞色素P450 医学 生物 哲学 认识论 镇静
作者
Ilia G. Denisov,Yelena V. Grinkova,Tyler Camp,Mark A. McLean,Stephen G. Sligar
出处
期刊:Biochemistry [American Chemical Society]
卷期号:60 (21): 1670-1681 被引量:33
标识
DOI:10.1021/acs.biochem.1c00161
摘要

We developed an efficient and sensitive probe for drug–drug interactions mediated by human CYP3A4 by using midazolam (MDZ) as a probe substrate. Using global analysis of four parameters over several experimental data sets, we demonstrate that the first MDZ molecule (MDZ1) binds with high affinity at the productive site near the heme iron and gives only hydroxylation at the 1 position (1OH). The second midazolam molecule (MDZ2) binds at an allosteric site at the membrane surface and perturbs the position and mobility of MDZ1 such that the minor hydroxylation product at the 4 position (4OH) is formed in a 1:2 ratio (35%). No increase in catalytic rate is observed after the second MDZ binding. Hence, the site of the 1OH:4OH metabolism ratio is a sensitive probe for drugs, such as progesterone, that bind with high affinity to the allosteric site and serve as effectors. We observe similar changes in the MDZ 1OH:4OH ratio in the presence of progesterone (PGS), suggesting a direct communication between the active and allosteric sites. Mutations introduced into the F–F′ loop indicate that residues F213 and D214 are directly involved in allosteric interactions leading to MDZ homotropic cooperativity, and these same residues, together with L211, are involved in heterotropic allosteric interactions in which PGS is the effector and MDZ the substrate. Molecular dynamics simulations provide a mechanistic picture of the origin of this cooperativity. These results show that the midazolam can be used as a sensitive probe for drug–drug interactions in human P450 CYP3A4.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CC完成签到,获得积分10
2秒前
积心上岸发布了新的文献求助10
2秒前
叽里呱啦完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
机智麦片完成签到,获得积分10
4秒前
CodeCraft应助詹詹采纳,获得10
6秒前
小懒猪发布了新的文献求助30
7秒前
花花子完成签到 ,获得积分10
7秒前
liangyueru完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助柳柳采纳,获得10
10秒前
Copyright应助蓝莓采纳,获得10
10秒前
JamesPei应助hellojude采纳,获得10
10秒前
WILAY889发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.4应助Shirly采纳,获得10
11秒前
12秒前
张宁波完成签到,获得积分0
14秒前
YY发布了新的文献求助10
14秒前
SciGPT应助诚心的毛豆采纳,获得10
15秒前
老实以筠发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
暗示分离发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
20秒前
YY完成签到,获得积分0
21秒前
科研通AI6.3应助uuuu采纳,获得10
21秒前
哭泣冬瓜完成签到,获得积分20
22秒前
阿辉发布了新的文献求助10
22秒前
l1y1m发布了新的文献求助20
23秒前
SciGPT应助小橘子采纳,获得10
25秒前
Lucas应助科研狗不理采纳,获得10
25秒前
SHUAI完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
26秒前
kkk完成签到,获得积分10
26秒前
行洲完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
果果阮发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organic Chemistry, 5th Edition 1000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7373608
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8981453
关于积分的说明 19095249
捐赠科研通 7014952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225570
关于科研通互助平台的介绍 2388842
邀请新用户注册赠送积分活动 2206113