M2 THERV 2013 Module Xénobiotiques Examen du 8 janvier 2014

M2 THERV 2013
Module Xénobiotiques Examen du 8 janvier 2014
Lisez l’ensemble du sujet avant de répondre. Pas de délayage svp.
Partie métabolisme :
Le candidat médicament modulateur du récepteur du peptide 1, glucagon-like, a été étudié :
La structure du produit 1 deutéré est la suivante :
R2
O
N
O
microsomes
NADPH, O2
S
H
N
D
N
HO
+
D
N
CF3
CF3
R1
H
2
1
H
O
R2
S
Hydrolyse
H
H O
CYP2B1/2
ou
CYP3A1
O
R2
H+
D
D
3
1) On étudie le métabolisme par des microsomes de foie de rat prétraités au
phénobarbital en présence de NADPH. On trouve deux métabolites 2 et 3, l’aldéhyde
et le phénol. Quels sont les enzymes impliqués? Ecrivez le mécanisme de réaction.
Les P450s induits par le phénobarbital chez le rat sont les CYP2B1 ou 2B2 et le CYP3A1
Il s’agit d’une déalkylation oxydative avec oxydation d’un CH (2ième ligne de la figure).
Vous pouviez aussi écrire l’oxydation par le FeIV-O radical c’était bon !
D/H
O
R2
O
D
HO
HO
H/D
4
OH
5
R2
O
D
HO
SG
R2
6
2) On utilise des microsomes de rats prétraités par la béta-naphtoflavone. On trouve
deux nouveaux métabolites 4 et 5. Le composé 4 est un phénol dont les hydrogènes
ortho sont deutérés à 40%, et 5 est un dihydrodiol. Expliquer la formation de 4 et 5.
Ecrivez les réactions. Quel est l’intermédiaire réactif ? Quels sont les enzymes
impliqués ?
On avait oxydation du noyau aromatique par un des P450 inductibles à la BNF, donc
CYP1A1 et CYP1A2. La réaction formait un oxyde d’arène qui soit se réarrangeait avec NIH
shift, donnant 4 (le D migre et à cause de la libre rotation il y a réparition statistique en 3 et
5). Soit il était substrat de l’époxyde hydrolase microsomale et donnait le trans-dihydrodiol
5, soit en présence de GSH il réagissait avec le GSH avec catalyse par les Glutathion-Stransférases (microsomale ou cytosoliques) pour donner 6.
H
H
H
R2
O
O
D
D
H
H
O
H+
O
R2
H
GSH
GST mic ou cyt
EHm
D H
effet isotopique
H part plus facilement que D
R2
O
R2
D
HO
HO
H/D
R2
D
O
NIH Shift
H
(sorte de transposition pinacolique)
H2O
O
O
R2
O
D/H
H
H
H
OH
4
O
D
HO
6
SG
5
R2
3) La même incubation est effectuée en présence de 5 mM glutathion (GSH). On trouve
un nouveau métabolite plus polaire dont la masse et la RMN montre la structure 6.
Expliquer sa formation et quels sont les enzymes impliqués sachant que la quantité de
6 augmente quand on ajoute du cytosol.
Réponse au dessus
R1
N
S
microsomes
N
CF3
1
R1
O
S
N
N
ou CYP3A4
NADPH, O2
CF3
7
O
S
N
R1
N
CF3
7
N
R1
GSH 5mM
H
Cytosol ou
microsomes
N
R1
SG O
N
S
N
H
CF3
SG
GSH
+
X'
GS-S-CH2-CH3
CF3
9
8
X
4) En incubant 1 avec des enzymes de foie humain ou du CYP3A4 recombinant, on
obtient le métabolite 7. Par contre la même incubation en présence de 5 mM GSH
conduit à deux métabolites 8 et 9. On obtient les mêmes produits 8 et 9 en incubant le
composé 7 (obtenu par synthèse) avec du glutathion. La transformation en 8 et 9 est
catalysée en présence de cytosol. Le premier intermédiaire X est un complexe de
Mesenheimer et le deuxième X’ est un métabolite réactif dans la transformation de 7
en 8 + 9. Donner la structure de X’. Quels sont les enzymes impliqués dans la
formation de X , X’, 8 et 9?
R1
N
H
SG O
S
N
H
H+
R1
N
H
R1
N
SG
GSH
S
N
N
H
CF3
SG OH
CF3
X
+
CH3-CH2-S-OH
GS-S-CH2-CH3
CF3
9
H2O
8
X
On vous donnait le complexe de Mesenheimer dont la formation est catalysée par une
GST, mais la suite est acido-catalysée (protonation du S-oxyde et prototropie pour donner
l’acide sulfénique qui est attaqué par GS- sur le soufre pour donner le disulfure mixte 9.
5) Donnez un inhibiteur de l’époxyde hydrolase microsomale et un inducteur de
l’époxyde hydrolase cytosolique.
Par exemple inhibiteur de EHm : TCPO ou valpromide ou cyclohexene oxyde
Inducteur de sEH : proliférateur de peroxysomes (fibrates, clofibrate, phtalates …)
SO2CH3
SO2CH3
GSH 5mM
P450
N
S
N
10
NADPH, O2
Y
GS
H
H
N
S
H
O
N
11
6) Un candidat agoniste du récepteur de la Ghreline est le dérivé imidazo-thiazole suivant
10 : Par incubation de ce composé in vitro avec des microsomes humains il donne de
la fixation covalente sur les protéines, indice de la formtion d’un métabolite réactif.
Par contre en présence de 5mM GSH cette fixation covalente diminue de 90% et on
observe un nouveau produit de structure 11 établie par RMN et spectrométrie de
masse. Donner l’intermédiaire réactif Y
SO2CH3
SO2CH3
SO2CH3
GSH 5mM
P450
N
S
N
10
NADPH, O2
GS
H
N
S
O
N
X = S-oxyde
H
N
S
H
O
N
11
Le produit 11 résulte simplement d’une addition de Michael sur la double liaison activée d’un
S-oxyde. Il n’y a pas de changement du degré d’oxydation. Si on met un époxyde, on attend un
adduit contenant un oxygène (un CHOH) ici on a un CH2 .