Chƣơng 1 : TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.4. Biến đổi gen chuyển hóa sinh học xenobiotics
1.4.1. Đặc tính của enzym mã hóa bởi gen chuyển hóa xenobiotics
Gen mã hóa các enzym chuyển hóa xenobiotics đƣợc đặc trƣng bởi tính đa hình đáng kể của trình tự nucleotid có cấu trúc bậc một của nó, xác định sự khác biệt kiểu hình giữa các cá thể nhờ hoạt động của enzym bằng cách vơ hiệu hóa các liên kết hóa học. Mặc dù tồn tại sự đa dạng đáng kể trong mỗi họ enzym, tất cả các enzym giải độc đều có những tính chất chung nhƣ sau [87]:
1. Tính đặc hiệu của chất nền thấp, cho phép chuyển hóa một loạt các hợp chất hóa học đa dạng về cấu trúc, bao gồm cả những chất mà cơ thể khơng bao giờ gặp.
2. Tính đa dạng đƣợc biểu hiện, tức là, tồn tại nhiều đồng dạng của các enzym chuyển hóa xenobiotics với sự đặc hiệu của chất nền khác nhau hoặc chồng chéo nhaụ Sự hiện diện nhiều đồng dạng của các enzym giải độc, có lẽ là do thích ứng với đặc điểm của chế dinh dƣỡng của con ngƣời, khí hậu, các yếu tố mơi trƣờng và các điều kiện khác của cuộc sống [81], [82].
3. Tất cả các enzym giải độc là các chất cảm ứng, tức là nồng độ của chúng trong tế bào có thể đƣợc tăng lên đáng kể (vài trăm lần) dƣới tác động của thuốc gây cảm ứng đặc hiệu, thƣờng là chất nền.
4. Một số hóa chất có cấu trúc khác nhau xâm nhập đồng thời vào cơ thể có thể làm rối loạn sự điều hịa q trình cảm ứng của enzym ở cả hai giai
31
đoạn, do đó có thể là q trình tăng mạnh tính bất hoạt, và ngƣợc lại, dẫn đến làm tăng độc tính của xenobiotics.
5. Hệ thống giải độc hoạt động hiệu quả nhất khi ở trạng thái kép, nghĩa là có sự tƣơng tác của các enzym giai đoạn I và giai đoạn II, trung hòa hàng chục ngàn xenobiotics của các nhóm hợp chất hóa học. Tính khơng đồng bộ của quá trình này là kết quả tác động đồng thời của xenobiotics khác nhau, hoặc là kết quả kết hợp bất lợi của các isoenzyms với thay đổi hoạt tính dẫn đến gây nhiễm độc nhanh chóng giống nhƣ kết quả của sự tích tụ các chất chuyển hóa có hoạt tính caọ Đặc biệt là sự kết hợp bất lợi giữa các enzym có hoạt tính cao ở giai đoạn I và các enzym có hoạt tính thấp ở giai đoạn IỊ Cần thấy rằng, hệ thống các enzym giải độc khơng hề có sự tiến hóa, tức là khơng có khả năng đáp ứng đƣợc sự thay đổi chóng mặt của mơi trƣờng hiện nay với tình trạng ơ nhiễm ngày càng cao. Ở động vật tồn tại hệ thống giải độc bao gồm tất cả các loài (từ vi sinh vật đến con ngƣời) cho phép đƣa ra giả thuyết chức năng ban đầu của hầu hết các enzym hệ thống giải độc là quy định q trình chuyển hóa nội sinh của cơ chất. Tuy nhiên, do có sự đặc hiệu rộng của các cơ chất rộng và sự tăng trƣởng nhanh của vấn đề ô nhiễm môi trƣờng, các enzym này dần biến đổi thành một hệ thống xử lý các chất độc hại [88]. Do đó, sự đặc biệt đƣợc xác định về mặt di truyền của hệ thống chuyển hóa sinh học của xenobiotics tạo nên tính riêng biệt của mỗi cá nhân trong mối tƣơng quan với khả năng thích ứng - đó là sự ổn định hoặc nhạy cảm với các yếu tố hóa học của mơi trƣờng tự nhiên.