ABSTRACT EFFECTS OF PYRIDINE ON RABBIT LIVER, KIDNEY AND LUNG MICROSOMAL CYTOCHROME P450 DEPENDENT DRUG METABOLIZING ENZYMES GENÇLER, Ayşe Mine M.Sc. in Biochemistry Supervisor: Prof. Dr. Emel ARINÇ Co-Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Orhan ADALI November 1995, 81 pages Pyridine, a natural constituent of coal tar occurs in several naturally occuring products and in combustion-by products. It is used widely as a solvent in pharmaceutical and chemical industry and it undergoes cytochrome P450 mediated oxidation to yield N-oxides. In this study, in vivo effects of pyridine treatment (i.p. at a dose of 250 mg/kg body weight on day 1, 5 and 8) on cytochrome P450 levels, microsomal cytochrome P450 dependent drug metabolizing enzymes and on the biomarkers used to measure chemical-induced toxicity including LDH and GOT in rabbit liver, kidney and lung were examined. Results obtained in this study showed that pyridine treatment elevated microsomal cytochrome P450 contents of liver, kidney and lung by 2.04 -, 1.6 - and 1.4- fold, respectively. Induction of the cytochrome P450 isozymes was observed with the high intensity bands corresponding to approximate Mr of51000and 53 000 in the SDS-PAGE profiles of both liver and kidney microsomes obtained IIIfrom the pyridine treated rabbits. Pyridine treatment of rabbits caused 5.8- and 4.5- fold increases in aniline 4-hydroxylation rates of liver and kidney microsomes, respectively, while no change was observed in the activity of enzyme of lung microsomes. Administration of pyridine markedly enhanced hydroxylation rates of /7-nitrophenol by liver and kidney microsomes about 4.4- and 4.9- fold, respectively. Liver microsomal ethylmorphine N-demethylase activity was not altered upon pretreatment of rabbits with pyridine. On the other hand, pyridine injections caused 3.2- and 1.8-fold increases in rabbit kidney and lung microsomal ethylmorphine N-demethylase activities. However, these increases were found statistically ^significant. NDMA N- demethylase activity was enhanced by pyridine treatment in all three of these organs. (6.9-fold in liver, 3.4-fold in kidney, 5.15-fold in lung). Pyridine treatment of rabbits caused an increase of the P4502E1 level of microsomes and this was reflected in increased rate of metabolism of aniline, /»-nitrophenol and NDMA. Pyridine treatment also increased the LDH activities in soluble fraction of liver, kidney and lung and GOT activity only in kidney cytosol (2.87-, 52.53-, 2.5- and 1.58-fold, respectively). On the other hand, neither GOT nor LDH activities increased in serum upon subacute treatment of rabbits with pyridine. This is the first time induction of NDMA metabolism has been reported for kidney and lung microsomes of rabbits pretreated with pyridine. Key words: Pyridine, drug metabolizing enzymes, cytochrome P450, liver, kidney, lung, microsomes, aniline 4-hydroxylase, ethylmorphine N-demethylase, p-nitrophenol hydroxylase, NDMA N-demethylase IV.

ÖZ PİRİDÎNİN/TAVŞAN KARACİ?ER, BÖBREK VE AKCİ?ERİ, SİTOKROM P450YE BA?IMLI, İLAÇLARI METABOLIZE EDEN MİKROZOMAL ENZİMLERİ ÜZERİNE ETKİLERİ GENÇLER, Ayşe Mine Yüksek Lisans Tezi, Biyokimya Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Emel ARTNÇ Yardımcı Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Orhan ADALI Kasım 1995, 81 Sayfa Kömür katranının doğal bir bileşeni olan piridin, çeşitli doğal ürünlerin ve yanma ürünlerinin yapısında bulunur. İlaç ve kimya sanayiinde çözücü olarak yaygın bir şekilde kullanılan piridin sitokrom P450'ye bağımlı oksidasyona girerek, N-oksitlerine dönüşür. Bu çalışmada, piridin uygulanmasının (1., 5. ve 8. günlerde 250 mg/kg vücut ağırlığı dozda, i.p.) tavşan karaciğer, böbrek ve akciğerindeki, sitokrom P450 seviyeleri, mikrozomal P450'ye bağımlı ilaç metabolize eden enzimler ve LDH ve GOT gibi kimyasal toksisite ölçümünde kullanılan biyobelirteçler üzerinde gösterdiği in vivo etkileri incelendi. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, piridin uygulanmasının; karaciğer, böbrek ve akciğer mikrosomal sitokrom P450 miktarlarım sırasıyla 2.04-, 1.6- ve 1.4- kat arttırdığım gösterdi. Sitokrom P450 izozimlerinin indüksiyonu, piridin uygulanmış tavşanlardan elde edilen karaciğer ve böbrek mikrozomlarmınSDS-PAGE profillerinde yaklaşık olarak 51 000 ve 53 000 molekül ağırlıklarına denk gelen bölgelerdeki koyu bandlar ile gözlendi.Tavşanlara piridin uygulanması akciğer mikrozomal anilin 4-hidroksilaz aktivitesinde hiçbir değişiklik yapmazken, karaciğer ve böbrek mikrozomlanndaki enzim aktivitesinin sırasıyla 5.8- ve 4.5- kat artmasına neden oldu. Piridin enjeksiyonu p-nitrofenolün karaciğer ve böbrek mikrozomlan tarafından hidroksilasyon hızını, farkedilir bir şekilde; sırasıyla 4.4- ve 4.9-kat arttırdı. Karaciğer mikrozomal etilmorfin N-demetilaz aktivitesi, tavşanların piridinle ön-muamelesi üzerine değişmedi. Diğer taraftan, piridin enjeksiyonu, istatistiksel olarak önemsiz olmakla beraber, tavşan böbrek ve akciğer mikrozomal etilmorfin N-demetilaz aktivitelerinde 3.2- ve 1.8- kat artışa neden oldu. Piridin uygulanması bu üç organda da NDMA N-demetilaz aktivitesini arttırdı. (Karaciğerde 6.9-kat, böbrekte 3.4-kat, akciğerde 5.15-kat). Tavşanlara piridin uygulanması, mikrozomlann P4502E1 seviyesinde bir artışa neden oldu ve bu artış anilin, p-nitrofenol ve NDMA metabolizmasındaki artış şeklinde de gözlendi. Karaciğer, böbrek ve akciğerin çözünür fraksiyonlarının (sitosol) LDH ve sadece böbrek sitosolü GOT aktivitelerini arttırdı, (sırasıyla; 2.87-, 52.53-, 2.5- ve 1.58- kat). Diğer yandan, tavşanlara subakut piridin uygulanması kan serum GOT ve LDH aktivitelerinde herhangi bir değişikliğe sebep olmadı. Piridin verilmiş tavşanların böbrek ve akciğer mikrozomlan için NDMA metabolizmasının indüksiyonu ilk kez bu çalışmada gösterildi. Anahtar Kelimeler: Piridin, ilaçlan metabolize eden enzimler, sitokrom P450, karaciğer, böbrek, akciğer, mikrozomlar, anilin 4-hidroksilaz, etilmorfin N-demetilaz, ^-nitrofenol hidroksilaz, NDMA N-demetilaz vı.