Organofosfatlı pestisit zehirlenmeleri ve serum paraoksonaz 1 (PON1) enziminin organofosfat metabolizmasındaki rolü

Dünya Sağlık Örgütünün verilerine göre tüm dünyada yılda 3 milyona yakın pestisit zehirlenmesi meydana gelmekte, bunların 220.000’i ölümle sonuçlanmaktadır. Son yıllarda sıklıkla kullanılan pestisitlerden olan organofosfatlar, asetilkolinesteraz enzimini baskılayarak nörotoksisiteye yol açarlar. Serum paraoksonaz 1 (PON1) serumda HDL’ye bağlı olarak bulunan ve organofosfatların aktif formu olan oksonların hidroliz reaksiyonunu katalizleyerek parçalanmalarını sağlayan bir enzimdir. Her ne kadar paraoksonu hidrolizleyen enzim olarak tanınsa da, PON1’in paraoksonaz aktivitesi biraz zayıftır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda saflaştırılmış PON1 enjeksiyonunun klorprifos ve diazinona karşı koruma sağladığı, ancak paration maruziyetine karşı etkili olmadığı görülmüştür. PON1’in organofosfat maruziyetine karşı koruyucu olarak kullanılabilmesi için enzimin katalitik verimi arttırılmalı ve yeterli miktarda elde edilebilmelidir. Son yıllarda protein mühendisliği yöntemleri kullanılarak PON1’in bazı amino asitlerinde değişiklikler yapılmış, bu PON1 varyantları bakteriyel sistemlerde yeterli seviyelerde ifade edilmiş ve bazı organofosfatlara karşı enzim aktivitesinde artışlar sağlanmıştır. Bu derlemede, PON1’in organofosfat metabolizmasındaki rolüne ve organofosfat zehirlenmelerinde antidot olarak kullanılabilmesi için PON1’in geliştirilmesine yönelik araştırmalardaki son gelişmelere değinilmiştir.

Organophosphate pesticide poisonings and the role of serum paraoxonase 1 (PON1) enzyme in organophosphate metabolism

According to data from the World Health Organization, nearly 3 million pesticide poisonings occur per year worldwide; 220,000 of these poisonings result in death.
Organophosphates, one of the most frequently used pesticides in recent years, lead to neurotoxicity by suppressing the enzyme acetylcholinesterase. Serum paraoxonase 1 (PON1) is an enzyme that is associated with HDL in serum and provides the breakdown of active forms of organophosphates, oxons, by catalysing their hydrolysis reaction. Although recognized as the enzyme that hydrolyzes paraoxon, paraoxonase activity of PON1 is a bit weak. In studies carried out in recent years, it was observed that injection of purified PON1 protects against chlorpyrifos and diazinon but was not effective against parathion exposure. In order to be used as a prophylactic agent against organophosphate exposure, PON1’s catalytic efficiency has to be increased and the enzyme has to be obtained in adequate amounts. In recent years, using protein engineering methods, changes were made to some amino acids of PON1, these PON1 variants were expressed in bacterial systems at sufficient levels and increase in enzyme activity against some organophosphates were obtained. In this review, the role of PON1 in organophosphate metabolism and recent advances in the research intended for improving PON1 so that it can be used as an antidote in organophosphate poisonings have been mentioned.