シトクロームP450

シトクロームP450（CYP）とは、分子内にヘム鉄を補欠分子族として有するヘモプロテインの一種であり、主として基質の酸化反応を触媒する多様な酵素スーパーファミリの総称である。¹

シトクロームP450という名称は、このタンパク質が還元型で一酸化炭素と結合した際に、波長450 nm付近に特徴的な吸収スペクトルの極大を示すことに由来している。¹

多くの生物種において遺伝子群として広く保存されており、原核生物から真核生物まで多様な生物のゲノムにコードされている。²

ヒトをはじめとする哺乳動物においては、主に肝臓の小胞体膜やミトコンドリア内膜に多く局在しており、生体内における異物の代謝において中心的な役割を担っている。¹

シトクロームP450が触媒する主な化学反応は、酸素分子（O2）の片方の酸素原子を基質に導入し、もう片方の酸素原子を水に還元するモノオキシゲナーゼとしての反応である。²

この酸化反応には、多くの場合において電子伝達タンパク質であるシトクロームP450還元酵素やアドレドキシンなどからの電子供給が不可欠であり、補酵素であるNADPHなどが消費される。²

生体内における生理学的機能としては、内因性物質の生合成や代謝が挙げられ、ステロイドホルモン、胆汁酸、脂肪酸、ビタミンDなどの代謝経路において不可欠な触媒として機能している。¹

一方で、外因性物質の解毒や代謝においても極めて重要な役割を果たしており、体内に取り込まれた医薬品、毒物、環境化学物質などの異物を極性の高い化合物へと変換することで、体外への排泄を促進する薬物代謝を担っている。²

ヒトのシトクロームP450には多数のアイソザイムが存在し、その中でも特にCYP3A4、CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19、CYP1A2などの分子種が、臨床上使用される多くの薬剤の代謝に関与していることが知られている。²

これらの酵素の活性は遺伝子多型や個人差の影響を強く受けるほか、特定の医薬品や食品成分（例えばグレープフルーツジュースなど）の摂取によって阻害あるいは誘導を受けることがある。¹

そのため、シトクロームP450を介した代謝の変動は、薬物相互作用や薬剤の副作用の発現、さらには治療効果の個人間差異を引き起こす主要な要因となるため、薬物動態学および臨床薬理学の分野において非常に重要な研究対象となっている。²