Cyklooxygenaser

Cyklooxygenas-1

Kristallografisk struktur av enzymet i komplex med flurbiprofen . [ett]
Notation
Symboler COX-1, ( eng.  COX-1 )
Entrez Gene 5742
OMIM 176805
PDB 1CQE
RefSeq NM_080591
UniProt P23219
Övriga uppgifter
Kod KF 1.14.99.1
Ställe 9:e kap. , 9q32 -q33,3
Information i Wikidata  ?

Cyklooxygenaser , COX ( engelska  cyclooxygenases , COX ) är en grupp enzymer som är involverade i syntesen av prostanoider , såsom prostaglandiner , prostacykliner och tromboxaner . Farmakologisk hämning av cyklooxygenaser minskar symtomen på inflammation och smärta, exempel på sådana inhibitorer är aspirin och ibuprofen . Ibland används termerna "prostaglandinsyntas", "prostaglandinsyntetas" för att hänvisa till cyklooxygenaser.

I en detaljerad studie av COX fann man att dessa enzymer finns i olika vävnader, uppvisar ett annat spektrum av känslighet för aspirinliknande läkemedel, vilket gjorde det möjligt att göra ett antagande om förekomsten av enzymisoformer. Två gener som kodar för COX har beskrivits hos människor: COX-1 och COX-2. Alternativ splitsning av den första genprodukten genererar två former av enzymet.

Funktion

Cyklooxygenaser katalyserar omvandlingen av arakidonsyra till prostaglandin H2 (PGH 2 , prekursorn till andra prostaglandiner, prostacyklin och tromboxan A2).

Enzymet innehåller två aktiva ställen:

  1. Cyklooxygenasställe som omvandlar arakidonsyra till prostaglandin G2 genom cyklisering av linjär arakidonsyra med tillägg av syremolekyler;
  2. Hem med peroxidasaktivitet som omvandlar prostaglandin G2 till prostaglandin H2.

Det finns också enzymet lipoxygenas , som styr syntesen av arakidonsyra längs leukotrienvägen. Lipoxygenas spelar en stor roll i uppkomsten av ogynnsamma symtom som observeras med hämning av cyklooxygenas.

COX-1

COX-1 är konstitutiv , det vill säga den fungerar nästan konstant och utför fysiologiskt viktiga funktioner. COX-1 hämmas av icke-selektiva NSAID och detta ger upphov till många biverkningar: bronkospasm , ulcerogenes , öronvärk, vätskeansamling i kroppen.

Ovanstående biverkningar beror på det faktum att när cyklooxygenas-1 hämmas, finns det för det första en ledig övervikt av leukotriener , och för det andra en ökning av syntesen av leukotriener (leukotriener C4, D4, E4 är en långsamt reagerande substans av anafylaxi, MRSA, som orsakar bronkospasm; prostaglandiner har en skyddande roll i magslemhinnan, därför ger en minskning av deras syntes upphov till ulcerogenes).

Den lediga dominansen av leukotriener beror på det faktum att mot bakgrund av en minskad syntes av prostaglandiner blir leukotriener de dominerande substanserna. En ökning av syntesen av leukotriener beror på det faktum att när cyklooxygenas blockeras, förbrukas en oförändrad mängd arakidonsyra nästan helt på syntesen av leukotriener (medan arakidonsyra i [2] är jämnt fördelad mellan syntesen av prostaglandiner och leukotriener).

Bristen på prostaglandiner i njurvävnaden, observerad när COX-1 är blockerad, stör lokala autoregulatoriska mekanismer.

COX-2

COX-2 är inducerbart , det vill säga det börjar fungera i vissa situationer, till exempel under inflammation. COX-2 uttrycks av makrofager , synoviocyter, fibroblaster, vaskulär glatt muskulatur, kondrocyter och endotelceller efter att ha inducerats av cytokiner eller tillväxtfaktorer. Förmodligen kan prostaglandiner som bildas under verkan av COX-2 direkt eller indirekt öka produktionen av själva enzymet genom en positiv återkopplingsmekanism. Ett liknande samband har hittats i näthinnan i en råttmodell av concanavalin -inducerad inflammation [3] .

Hämning av COX-2 anses vara en av huvudmekanismerna för den antiinflammatoriska aktiviteten av NSAID , eftersom selektiv hämning av detta cyklooxygenas kan minimera många av de biverkningar som observeras med hämning av cyklooxygenas 1.

COX 1 och COX 2 har nästan samma molekylvikt - 70 respektive 72 kDa, aminosyrasekvenserna matchar med nästan 65 %, och de katalytiska ställena är också nästan helt identiska. En viktig skillnad ur farmakologisk synvinkel är att COX 1 i position 523 innehåller en mer hydrofob aminosyra - isoleucin (COX 2 i en liknande position innehåller valin ).

COX-3

Liksom andra enzymer från COX-gruppen är även COX-3 involverad i syntesen av prostaglandiner och spelar en roll i utvecklingen av smärta och feber, men till skillnad från COX-1 och COX-2 är COX-3 inte involverad i utvecklingen av inflammation. COX-3-aktivitet hämmas av paracetamol , vilket har liten effekt på COX-1 och COX-2. [fyra]

Det är sant att det är värt att notera att COX-3 hittades i vävnader hos försöksdjur, och förekomsten av denna COX-isoform i människokroppen kräver bevis, såväl som ytterligare studier och bevis på verkningsmekanismen för paracetamol i samband med hämning av COX-3 .

Vissa författare hänvisar COX-3 till COX-1 och kallar det COX-1b eller en variant av COX-1 - COX-1v. [5]

Inhibitorer

Småmolekylära cyklooxygenashämmare används ofta som antiinflammatoriska läkemedel .

Naturliga hämmare har också hittats: den kulinariska svampen Curly Grifola (Maitaca) kan delvis hämma enzymets funktion. [6] [7] Vissa författare tror att flavonoider , i synnerhet dihydroquercetin , har denna förmåga. [åtta]

Anteckningar

  1. PDB 1CQE ; Picot D., Loll PJ, Garavito RM Röntgenkristallstrukturen hos membranproteinet prostaglandin H2-syntas-1  //  Nature: journal. - 1994. - Januari ( vol. 367 , nr 6460 ). - S. 243-249 . - doi : 10.1038/367243a0 . — PMID 8121489 .
  2. Taurin . Encyclopedia of Medicines and Pharmaceutical Products . Radarpatent. — Instruktion, tillämpning och formel.
  3. Dementieva A.A., Kibitov A.A., Erdyakov A.K., Balatsky A.V., Gavrilova S.A. Inverkan av hämning av den metaboliska arakidonsyrakaskaden på den efterföljande uttrycksprofilen av cyklooxygenaser och prostaglandinsyntaser i råttas öga i en konkanavalinmodell för inflammation . Teknik för levande system. Hämtad: 7 februari 2017.
  4. NV Chandrasekharan, Hu Dai, K. Lamar Turepu Roos, Nathan K. Evanson, Joshua Tomsik, Terry S. Elton och Daniel L. Simmons. COX-3, en cyklooxygenas-1-variant som hämmas  av paracetamol och andra smärtstillande/antipyretiska läkemedel: Kloning, struktur och uttryck // 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 cyklooxygenas-1-variant som hämmas av acetaminophen och andra smärtstillande/antipyretiska läkemedel: Kloning, struktur och  uttryck.)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidskrift. - 2002. - Oktober ( vol. 99 , nr 21 ). - P. 13926-13931 . - doi : 10.1073/pnas.162468699 . — PMID 12242329 .
  6. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Cyclooxygenashämmande och antioxidantföreningar från mycelet i den ätliga svampen Grifola frondosa  // J. Agric  . livsmedelskem. : journal. - 2002. - December ( vol. 50 , nr 26 ). - P. 7581-7585 . - doi : 10.1021/jf0257648 . — PMID 12475274 .
  7. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Cyclooxygenashämmande och antioxidantföreningar från fruktkroppen av en matsvamp, Agrocybe aegerita  (engelska)  // Phytomedicine : journal. - 2003. - Vol. 10 , nej. 5 . - s. 386-390 . - doi : 10.1078/0944-7113-00272 . — PMID 12834003 .
  8. O'Leary KA, de Pascual-Teasa S., Needs PW, Bao YP, O'Brien NM, Williamson G. Effekt av flavonoider och vitamin E på cyklooxygenas-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 .

Länkar