5.5: Reakcje fazy I: Reakcje redukcyjne

Reakcje redukcyjne biotransformacji fazy I to procesy chemiczne, które modyfikują leki poprzez wprowadzanie lub ujawnianie polarnych grup funkcyjnych poprzez redukcję. Enzymy zwane reduktazami katalizują te reakcje, odgrywając kluczową rolę w metabolizmie leków poprzez przekształcanie leków lipofilowych w bardziej polarne, rozpuszczalne w wodzie metabolity, które można łatwo wydalić. Istotnym typem reakcji redukcyjnych jest redukcja grupy karbonylowej, w której aldehydy i ketony są redukowane do alkoholi. Przykładem jest katalizowana enzymatycznie konwersja aldehydu octowego do etanolu przez dehydrogenazę aldehydową lub transformacja acetofenonu do fenyloetanolu, oznaczająca redukcję ketonów.

Reakcje redukcyjne są również ukierunkowane na alkohole i podwójne wiązania węgiel-węgiel. Enzym dehydrogenaza alkoholowa utlenia alkohole do aldehydów lub ketonów, czego przykładem jest konwersja retinolu do retinaldehydu. Podwójne wiązania węgiel-węgiel mogą zostać zredukowane do pojedynczych wiązań przez enzymy, takie jak reduktaza cytochromu P450, jak widać w redukcji fumaranu do bursztynianu.

Reakcje redukcji obejmują związki N, takie jak nitro, azo i N-tlenek. Przykładowo nitroreduktazy redukują grupy nitrowe do grup aminowych, co udowodniono na przykładzie przekształcenia nitrofurantoiny do formy aminowej. Różne reakcje redukcyjne obejmują redukcję różnych grup funkcyjnych. Na przykład azoreduktazy redukują związki azowe do amin pierwszorzędowych, jak w przypadku transformacji sulfasalazyny do mesalaminy i sulfapirydyny.

Reakcje redukcyjne w biotransformacji Fazy I w znacznym stopniu przyczyniają się do detoksykacji leku i są kluczowe w procesie eliminacji leku z organizmu.

Reakcje redukcyjne wprowadzają elektrony do cząsteczek leku, wpływając na polarne grupy funkcyjne, takie jak hydroksy i amino, umożliwiając późniejszą biotransformację lub koniugację.

Redukcje grup karbonylowych przekształcają alifatyczne związki karbonylowe oraz ketony aromatyczne i alicykliczne w alkohole. Na przykład naltrekson przekształca się w jego pochodną izomorfiny.

Redukcje C = C, jak widać w sterydach, takich jak noretyndron, przekształcają wiązania podwójne w wiązania pojedyncze. Alkohole przed redukcją ulegają odwodnieniu do alkenów, czego przykładem są metabolity leku przeciwskurczowego bencyklanu.

Redukcje związków N przekształcają grupy nitrowe, azowe i N-tlenkowe do ich zredukowanych form. Na przykład redukcja nitrowe nitrazepamu przebiega przez produkty pośrednie nitrozu i hydroksyloaminy, aby uzyskać aminę.

Prontosil, lek azowy, ulega redukcji do aktywnego sulfanilamidu, podczas gdy N-tlenek imipraminy jest przekształcany w imipraminę.

Różne reakcje redukcyjne obejmują różne procesy redukcji metabolizmu leków.

Znieczulający halotan ulega redukcyjnej dehalogenacji i jest przekształcany w kwas trifluorooctowy lub jego pochodne.