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Metabolism of N-methyl-amide by cytochrome P450s

Authors :
Nicolas Loiseau
François André
Lionel Perrin
Marcel Delaforge
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Toxicologie Alimentaire (UTA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes (SB2SM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay
Perrin, Lionel
Loiseau, Nicolas
André, François
Delaforge, Marcel
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Pharmacologie et Toxicologie
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets ( LPCNO )
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Toxicologie Alimentaire ( UTA )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes ( SB2SM )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
FEBS Journal, FEBS Journal, Wiley, 2011, 278, pp.2167-2178. ⟨10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x⟩, FEBS Journal (278), 2167-2178. (2011), FEBS Journal, 2011, 278, pp.2167-2178. ⟨10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x⟩, FEBS Journal, Wiley, 2011, 278, pp.2167-2178. 〈10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x〉
Publication Year :
2011
Publisher :
HAL CCSD, 2011.

Abstract

We report unambiguous proof of the stability of a carbinol intermediate in the case of P450 metabolism of an N-methylated natural cyclo-peptide, namely tentoxin. Under mild acidic or neutral conditions, the lifetime of carbinol-amide is long enough to be fully characterized. This metabolite has been characterized using specifically labeled (14) C-methyl tentoxin isotopomers, HPLC, HPLC-MS, MS-MS and NMR. Under stronger acidic conditions, the stability of this metabolite vanishes through deformylation. A theoretical mechanistic investigation reveals that the stability is governed by the accessibility of the nitrogen lone pair and its protonation state. For carbinol-amines, even in neutral conditions, the energy barrier for deformylation is low enough to allow rapid deformylation. Carbinol-amide behaves differently. Under neutral conditions, delocalization of the nitrogen lone pair increases the energy barrier of deformylation that is a slow process under such conditions. After protonation, we were able to optimize a deformylation transition that is lower in energy and thus accounts for the lower stability of carbinol-amides observed experimentally in acidic conditions. Finally, by considering the protocol usually used for extraction and analysis of this type of metabolite, carbinol-amide may thus be frequently ignored in drug metabolism pathways.

Details

Language :
English
ISSN :
1742464X and 17424658
Database :
OpenAIRE
Journal :
FEBS Journal, FEBS Journal, Wiley, 2011, 278, pp.2167-2178. ⟨10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x⟩, FEBS Journal (278), 2167-2178. (2011), FEBS Journal, 2011, 278, pp.2167-2178. ⟨10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x⟩, FEBS Journal, Wiley, 2011, 278, pp.2167-2178. 〈10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....93145d6c3433af9f1ca2d4a1a657e954
Full Text :
https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2011.08133.x⟩