CYP=シトクロムP450
シトクロムP450（CYP：cytochrome-p450）
CYP⇒”シップ”と読みます。
シップは、代謝酵素です。
ヒトの身体（カラダ）は、異物を代謝酵素によって代謝します。
薬も体にとって異物であるため、代謝酵素によって代謝されます。
薬を代謝するための酵素は、主に肝臓に存在します。
ですので、薬物代謝は主に肝臓の働きを考えればよいことになります。
薬物代謝を考える上で最も重要となる酵素として、シトクロムP450があります。
シトクロムP450はCYP（シップ）とも呼ばれます。
薬の多くは油に溶けやすい脂溶性で、水には溶けにくい性質です。
薬は、CYP（シップ）という代謝酵素によって、水に溶けやすい形へと変換されます。
シトクロムP450（CYP）の役割
私たちの体の多くは水分であり、水に溶けやすい物質の方が体外へと排出されやすくなります。
尿として体外へ排泄する際であっても、尿が水分で出来上がっている以上は水溶性の高い物質の方が排泄されやすくなります。
このように、「物質の水溶性を上げると体外に排泄されやすくなる」と考えれば良い。
薬の排泄を行うとき、代謝酵素は薬物の水溶性を向上させるように変換します。
脂溶性の薬物はそのままの状態では体外へ排出されにくい。
そこで、代謝酵素によって薬の形を変えてしまうことで、体の外へ排出されやすくさせる。
薬物代謝酵素であるシトクロムP450（CYP）にはこのように薬物を水に溶けやすい形へと変換する働きがあります。
シトクロムP450の分子種
シトクロムP450には様々な分子種があります。
つまり、シトクロムP450には「兄弟のように似ているが若干異なる酵素がいくつもある」という事を意味します。以下にシトクロムP450の分子種と代謝を受ける主な薬物を記す。
※この表に記している分子種はシトクロムP450の中でも一部である
これらの分子種を覚える必要はなく、上記の表のように「シトクロムP450には多くの種類があり、それぞれの分子種によって代謝を受ける薬物が異なる」という事を理解できれば問題ありません。
ただし、シトクロムP450の中でもCYP3A4は特に重要となります。
なぜなら、シトクロムP450が関わる薬物代謝のうち、CYP3A4を介する代謝が最も多いためであります。
なお、シトクロムP450は全薬物代謝の8～9割に関与しています。
肝臓代謝
第I相反応シトクロムP450は酸化反応によって化合物自体の構造を変えることで、水溶性を向上させる。
化合物自体の構造を変換する代謝
Cytochrome P450 Oxidase (CYP2C9)
シトクロムP450（英語: Cytochrome P450）は特定の酸化還元酵素ファミリーに属する酵素の総称であります。
単にP450あるいはCYP（シップ）と呼ばれることがあります。
様々な基質を酸化し、多くの役割を果たす。肝臓において解毒を行う酵素として知られているとともに、ステロイドホルモンの生合成、脂肪酸の代謝や植物の二次代謝など、生物の正常活動に必要な様々な反応に関与しています。
NADPHなどの電子供与体と酸素を用いて基質を酸化することも共通であります。
シトクロムP450は細胞内の小胞体に多く、一部はミトコンドリアに存在します。
動物では肝臓に多い。
すべてのシトクロムP450は約500アミノ酸残基からなり、活性部位にヘムを持つ。
保存されたシステイン残基と水分子がヘムの鉄原子にリガンドとして配位します。
基質が酵素に結合すると、水がはずれ酸素が結合できるようになります。
シトクロムとは以上のような構造的特徴、および反応過程で鉄が酸化・還元を受ける点で類似性があるが、シトクロムは一般に酵素でなく電子伝達タンパク質であって機能が異なります。
一酸化炭素が還元型の酵素の活性部位の鉄原子に結合すると、450ナノメートル（可視光領域）の波長を持つ電磁波に対し吸収を示すので、ピグメント（色素）450という意味で大村恒雄と佐藤了により1964年に命名された[1]。
ヒトの主なCYPの分類
1 A CYP1A1 ベンゾピレン
CYP1A2 アセトアミノフェン、プロプラノロール、カフェイン、テオフィリン
2 A CYP2A6 テガフール、ニコチン
B CYP2B6 シクロホスファミド、ケタミン
C CYP2C8 パクリタキセル
CYP2C9 イブプロフェン、ジクロフェナク、フェニトイン、ワルファリン
CYP2C19 ジアゼパム、オメプラゾール、ランソプラゾール、クロピドグレル
D CYP2D6 タモキシフェン、フルボキサミン、ハロペリドール、プロプラノロール、コデイン
E CYP2E1 ハロタン、エンフルラン、アセトアミノフェン、アセトン、エタノール、トルエン、ベンゼン
3 A CYP3A4 アミオダロン、カルバマゼピン、エリスロマイシン、タクロリムス、タモキシフェン、パクリタキセル、ドセタキセル
CYP3A5 テストステロン、クラリスロマイシン
異物代謝（解毒作用など）[さまざまなシトクロムP450の基質は脂溶性で、蓄積すると毒になるものが多い。
たとえば、ポリ塩化ビフェニル(PCB)、フェノバルビタールをはじめとする薬物、ステロイドなどであります。
これら基質の多くにはシトクロムP450の発現を誘導する性質もあります。
シトクロムP450はこれらの分子を水酸化して、排出されやすい水溶性の物質に変える。
一方、ベンゾピレンなどの発癌物質では逆にシトクロムP450による水酸化で発癌性が生じることが明らかにされています。
薬物相互作用カルシウム拮抗剤などでグレープフルーツジュースとの併用により副作用が増強することがあります。
これはCYP3A4の活性が阻害され薬物の代謝が遅くなるためとされ酵素阻害と呼ばれる。
逆にセント・ジョーンズ・ワート（セイヨウオトギリソウ）はCYP3A4を誘導し薬物の代謝を速め酵素誘導と呼ばれる。
このほかにもシトクロムP450が関係した薬物の相互作用がありうるので注意が必要であります。
その他、CYP2D6などの遺伝的多型により各種薬物の代謝速度に個人差が現れることが知られています。
コレステロール生合成などCYP51は現在シトクロムP450の存在が知られるすべての生物種に見つかっており最も基本的な分子種と考えられています。
これは多くの生物でステロイド生合成の基本となるステロール14α-脱メチル化酵素活性を有しており、特に真菌では生存に必要なエルゴステロールの合成に関与するため、アゾール系などのシトクロムP450阻害剤が殺菌剤・抗真菌薬として用いられる。
生物界に広範に存在するシトクロム P450 (P450)は、
薬物代謝や解毒、ホルモンの生合成などに関連した不活性な有機基質を水酸化する強力なヘム(鉄ポルフィリン錯体)酵素群で、
その有機合成反応への利用が期待されています。
P450は、三角形プリズム型をしたタンパク質で中心に補欠分子族としてヘムをもち、不活性な有機基質の水酸化することができます。
P450は、我々の肝臓に多く存在し、薬物の代謝、毒物の解毒、ホルモンの生合成に関連する酸化反応を行っています。
たとえばCYP3A4は、テステロンの水酸化反応を行うことができます。
P450が薬剤の代謝に関与するために創薬の観点からも活発に研究が展開されており、多方面で常に注目されている酵素群といえます。
P450は、電子伝達蛋白質を介したNAD(P)Hからの電子供給とプロトンチャネルを介した外部からのプロトン供給還元剤から供給される電子によって酸素分子を還元的に活性化して、
酸化活性種(オキソフェリルポルフィリンπ-カチオンラジカル：Compound I(O=Fe(IV) Por+•))を生成し、これにより基質を水酸化します。
この反応機構は、酸素分子を利用するほとんどすべてのP４５０に共通な反応機構です。
P450は、人間を含めたほ乳類だけでなく、植物や細菌など非常に多くの生物に存在します。
細菌由来のP450は非常に活性が高いだけでなく、
水溶性であることから有機合成反応での触媒としての利用を視野に入れた研究が早くからおこなわれてきました。