Cyclooxygenaser

Cyclooxygenase-1

Krystallografisk struktur af enzymet i kompleks med flurbiprofen . [en]
Notation
Symboler COX-1, ( eng.  COX-1 )
Entrez Gene 5742
OMIM 176805
FBF 1CQE
RefSeq NM_080591
UniProt P23219
Andre data
Kode KF 1.14.99.1
Locus 9. ch. , 9q32 -q33,3
Oplysninger i Wikidata  ?

Cyclooxygenaser , COX ( engelsk  cyclooxygenases , COX ) er en gruppe enzymer involveret i syntesen af ​​prostanoider , såsom prostaglandiner , prostacycliner og thromboxaner . Farmakologisk hæmning af cyclooxygenaser reducerer symptomerne på inflammation og smerte, eksempler på sådanne hæmmere er aspirin og ibuprofen . Nogle gange bruges udtrykkene "prostaglandinsyntase", "prostaglandinsynthetase" til at henvise til cyclooxygenaser.

I en detaljeret undersøgelse af COX blev det fundet, at disse enzymer findes i forskellige væv, udviser et andet spektrum af følsomhed over for aspirinlignende lægemidler, hvilket gjorde det muligt at foretage en antagelse om eksistensen af ​​enzymisoformer. To gener, der koder for COX, er blevet beskrevet hos mennesker: COX-1 og COX-2. Alternativ splejsning af det første genprodukt genererer to former af enzymet.

Funktion

Cyclooxygenaser katalyserer omdannelsen af ​​arachidonsyre til prostaglandin H2 (PGH 2 , forløberen for andre prostaglandiner, prostacyclin og thromboxan A2).

Enzymet indeholder to aktive steder:

  1. Cyclooxygenase-sted, der omdanner arachidonsyre til prostaglandin G2 ved ringslutning af lineær arachidonsyre med tilsætning af oxygenmolekyler;
  2. Hæm med peroxidaseaktivitet, der omdanner prostaglandin G2 til prostaglandin H2.

Der er også enzymet lipoxygenase , som styrer syntesen af ​​arachidonsyre langs leukotrien-vejen. Lipoxygenase spiller en stor rolle i tilblivelsen af ​​uønskede symptomer observeret med inhibering af cyclooxygenase.

COX-1

COX-1 er konstitutiv , det vil sige, at den virker næsten konstant og udfører fysiologisk vigtige funktioner. COX-1 hæmmes af ikke-selektive NSAID'er , og dette giver anledning til mange bivirkninger: bronkospasme , ulcerogenese , øresmerter, væskeophobning i kroppen.

Ovenstående bivirkninger skyldes det faktum, at når cyclooxygenase-1 hæmmes, er der for det første en ledig overvægt af leukotriener , og for det andet en stigning i syntesen af ​​leukotriener (leukotriener C4, D4, E4 er et langsomt reagerende stof af anafylaksi, MRSA, der forårsager bronkospasme; prostaglandiner spiller en beskyttende rolle i maveslimhinden, derfor giver et fald i deres syntese anledning til ulcerogenese).

Den ledige overvægt af leukotriener skyldes det faktum, at leukotriener på baggrund af en reduceret syntese af prostaglandiner bliver de fremherskende stoffer. En stigning i syntesen af ​​leukotriener skyldes, at når cyclooxygenase blokeres, bliver en uændret mængde arachidonsyre næsten fuldstændig brugt på syntesen af ​​leukotriener (mens arachidonsyre i [2] er jævnt fordelt mellem syntesen af ​​prostaglandiner og leukotriener).

Manglen på prostaglandiner i nyrevævet, observeret når COX-1 er blokeret, forstyrrer lokale autoregulatoriske mekanismer.

COX-2

COX-2 er inducerbar , det vil sige, at den begynder at fungere i visse situationer, for eksempel under betændelse. COX-2 udtrykkes af makrofager , synoviocytter, fibroblaster, glatte vaskulære muskler, chondrocytter og endotelceller efter at være blevet induceret af cytokiner eller vækstfaktorer. Sandsynligvis kan prostaglandiner dannet under påvirkning af COX-2 direkte eller indirekte øge produktionen af ​​selve enzymet gennem en positiv feedback-mekanisme. En lignende sammenhæng er blevet fundet i nethinden i en rottemodel af concanavalin -induceret inflammation [3] .

Hæmning af COX-2 betragtes som en af ​​hovedmekanismerne for den antiinflammatoriske aktivitet af NSAID'er , da selektiv hæmning af denne cyclooxygenase kan minimere mange af de bivirkninger, der observeres ved hæmning af cyclooxygenase 1.

COX 1 og COX 2 har næsten samme molekylvægt - henholdsvis 70 og 72 kDa, aminosyresekvenserne matcher med næsten 65 %, og de katalytiske steder er også næsten fuldstændig identiske. En vigtig forskel fra et farmakologisk synspunkt er, at COX 1 i position 523 indeholder en mere hydrofob aminosyre - isoleucin (COX 2 i en lignende position indeholder valin ).

COX-3

Som andre enzymer fra COX-gruppen er COX-3 også involveret i syntesen af ​​prostaglandiner og spiller en rolle i udviklingen af ​​smerter og feber, men i modsætning til COX-1 og COX-2 er COX-3 ikke involveret i udviklingen af betændelse. COX-3-aktivitet hæmmes af paracetamol , som har ringe effekt på COX-1 og COX-2. [fire]

Sandt nok er det værd at bemærke, at COX-3 blev fundet i forsøgsdyrs væv, og eksistensen af ​​denne COX isoform i menneskekroppen kræver bevis såvel som yderligere undersøgelse og bevis for virkningsmekanismen af ​​paracetamol forbundet med hæmning af COX-3 .

Nogle forfattere henviser COX-3 til COX-1 og kalder det COX-1b eller en variant af COX-1 - COX-1v. [5]

Inhibitorer

Små molekyle cyclooxygenase -hæmmere er meget udbredt som anti-inflammatoriske lægemidler .

Der er også fundet naturlige inhibitorer: den kulinariske svamp Curly Grifola (Maitaca) er i stand til delvist at hæmme enzymets funktion. [6] [7] Nogle forfattere mener, at flavonoider , især dihydroquercetin , har denne evne. [otte]

Noter

  1. FDB 1CQE ; Picot D., Loll PJ, Garavito RM Røntgenkrystalstrukturen af ​​membranproteinet prostaglandin H2 synthase-1  //  Nature: journal. - 1994. - Januar ( bind 367 , nr. 6460 ). - S. 243-249 . - doi : 10.1038/367243a0 . PMID 8121489 .
  2. Taurin . Encyclopedia of Medicines and Pharmaceutical Products . Radar patent. — Instruktion, anvendelse og formel.
  3. Dementieva A.A., Kibitov A.A., Erdyakov A.K., Balatsky A.V., Gavrilova S.A. Indflydelse af hæmning af den metaboliske arachidonsyrekaskade på den efterfølgende ekspressionsprofil af cyclooxygenaser og prostaglandinsyntaser i rotteøjet i en concanavalin-model for inflammation . Levende systemers teknologier. Hentet: 7. februar 2017.
  4. NV Chandrasekharan, Hu Dai, K. Lamar Turepu Roos, Nathan K. Evanson, Joshua Tomsik, Terry S. Elton og Daniel L. Simmons. COX-3, en cyclooxygenase-1-variant hæmmet  af acetaminophen og andre smertestillende/antipyretiske lægemidler: Kloning, struktur og ekspression // Proc Natl Acad Sci. - USA, 2002. - T. 99 , nr. 21 . - S. 13926-13931 .
  5. Chandrasekharan NV, Dai H., Roos KL, Evanson NK, Tomsik J., Elton TS, Simmons DL COX-3, en cyclooxygenase-1-variant hæmmet af acetaminophen og andre analgetiske/antipyretiske lægemidler: Kloning, struktur og  ekspression.)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidsskrift. - 2002. - Oktober ( bind 99 , nr. 21 ). - P. 13926-13931 . - doi : 10.1073/pnas.162468699 . — PMID 12242329 .
  6. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Cyclooxygenase-hæmmende og antioxidantforbindelser fra myceliet i den spiselige svamp Grifola frondosa  // J. Agric  . fødevarekem. : journal. - 2002. - December ( bind 50 , nr. 26 ). - P. 7581-7585 . - doi : 10.1021/jf0257648 . — PMID 12475274 .
  7. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Cyclooxygenase-hæmmende og antioxidantforbindelser fra frugtlegemet af en spiselig svamp, Agrocybe aegerita  (engelsk)  // Phytomedicine : journal. - 2003. - Bd. 10 , nej. 5 . - S. 386-390 . - doi : 10.1078/0944-7113-00272 . — PMID 12834003 .
  8. O'Leary KA, de Pascual-Tereasa S., Needs PW, Bao YP, O'Brien NM, Williamson G. Effekt af flavonoider og E-vitamin på cyclooxygenase-2 (COX-2)  transkription  // Mutationsforskning : journal. - Elsevier , 2004. - Juli ( vol. 551 , nr. 1-2 ). - S. 245-254 . - doi : 10.1016/j.mrfmmm.2004.01.015 . — PMID 15225597 .

Links