Ciclooxigenaze

Ciclooxigenaza-1

Structura cristalografică a enzimei în complex cu flurbiprofen . [unu]
Notaţie
Simboluri COX-1, ( ing.  COX-1 )
Entrez Gene 5742
OMIM 176805
PDB 1CQE
RefSeq NM_080591
UniProt P23219
Alte date
Cod KF 1.14.99.1
Locus al 9-lea cap. , 9q32 -q33.3
Informații în Wikidata  ?

Ciclooxigenazele , COX ( ciclooxigenazele în engleză  , COX ) sunt un grup de enzime implicate în sinteza prostanoizilor , cum ar fi prostaglandinele , prostaciclinele și tromboxanii . Inhibarea farmacologică a ciclooxigenazelor reduce simptomele inflamației și durerii, exemple de astfel de inhibitori sunt aspirina și ibuprofenul . Uneori termenii „prostaglandin sintază”, „prostaglandin sintetază” sunt folosiți pentru a se referi la ciclooxigenaze.

Într-un studiu detaliat al COX, s-a constatat că aceste enzime se găsesc în diferite țesuturi, prezintă un spectru diferit de sensibilitate la medicamentele asemănătoare aspirinei, ceea ce a făcut posibil să se facă o presupunere cu privire la existența izoformelor enzimatice. Două gene care codifică COX au fost descrise la om: COX-1 și COX-2. Îmbinarea alternativă a primului produs genic generează două forme ale enzimei.

Funcția

Ciclooxigenazele catalizează conversia acidului arahidonic în prostaglandine H2 ( PGH2 , precursorul altor prostaglandine, prostaciclinei și tromboxanului A2).

Enzima conține două situsuri active:

  1. Situl ciclooxigenazei care transformă acidul arahidonic în prostaglandină G2 prin ciclizarea acidului arahidonic liniar cu adăugarea de molecule de oxigen;
  2. Hem cu activitate peroxidază care transformă prostaglandina G2 în prostaglandina H2.

Există, de asemenea, enzima lipoxigenază , care direcționează sinteza acidului arahidonic de-a lungul căii leucotrienelor. Lipoxigenaza joacă un rol important în geneza simptomelor adverse observate cu inhibarea ciclooxigenazei.

COX-1

COX-1 este constitutiv , adică funcționează aproape constant și îndeplinește funcții importante din punct de vedere fiziologic. COX-1 este inhibată de AINS neselective și acest lucru dă naștere la multe efecte secundare: bronhospasm , ulcerogeneză , dureri de urechi, retenție de apă în organism.

Efectele secundare de mai sus se datorează faptului că, atunci când ciclooxigenaza-1 este inhibată, există, în primul rând, o predominanță liberă a leucotrienelor și, în al doilea rând, o creștere a sintezei leucotrienelor (leucotrienele C4, D4, E4 sunt o substanță care reacționează lent. de anafilaxie, SARM, provocând bronhospasm; prostaglandinele au rol protector în mucoasa gastrică, prin urmare, o scădere a sintezei lor dă naștere ulcerogenezei).

Predominanța liberă a leucotrienelor se datorează faptului că, pe fondul unei sinteze reduse de prostaglandine, leucotrienele devin substanțele predominante. O creștere a sintezei leucotrienelor se datorează faptului că, atunci când ciclooxigenaza este blocată, o cantitate neschimbată de acid arahidonic este cheltuită aproape complet pentru sinteza leucotrienelor (în timp ce în [2] acidul arahidonic este distribuit uniform între sinteza prostaglandinelor și leucotriene).

Lipsa prostaglandinelor din țesutul renal, observată atunci când COX-1 este blocată, perturbă mecanismele locale de autoreglare.

COX-2

COX-2 este inductibil , adică începe să funcționeze în anumite situații, de exemplu, în timpul inflamației. COX-2 este exprimată de macrofage , sinoviocite, fibroblaste, mușchi neted vascular, condrocite și celule endoteliale după ce a fost indusă de citokine sau factori de creștere. Probabil, prostaglandinele formate sub acțiunea COX-2 pot îmbunătăți direct sau indirect producția de enzimă în sine printr-un mecanism de feedback pozitiv. O asociere similară a fost găsită în retină la un model de șobolan de inflamație indusă de concanavalin [3] .

Inhibarea COX-2 este considerată unul dintre principalele mecanisme ale activității antiinflamatoare a AINS , deoarece inhibarea selectivă a acestei ciclooxigenaze poate minimiza multe dintre efectele secundare observate cu inhibarea ciclooxigenazei 1.

COX 1 și COX 2 au aproape aceeași greutate moleculară - 70 și, respectiv, 72 kDa, secvențele de aminoacizi se potrivesc cu aproape 65%, iar situsurile catalitice sunt, de asemenea, aproape complet identice. O diferență importantă din punct de vedere farmacologic este că COX 1 în poziția 523 conține un aminoacid mai hidrofob - izoleucină (COX 2 într-o poziție similară conține valină ).

COX-3

Ca și alte enzime din grupul COX, COX-3 este, de asemenea, implicat în sinteza prostaglandinelor și joacă un rol în dezvoltarea durerii și a febrei, dar spre deosebire de COX-1 și COX-2, COX-3 nu este implicat în dezvoltarea. de inflamație. Activitatea COX-3 este inhibată de paracetamol , care are un efect redus asupra COX-1 și COX-2. [patru]

Adevărat, este de remarcat faptul că COX-3 a fost găsit în țesuturile animalelor de experiment, iar existența acestei izoforme COX în corpul uman necesită dovezi, precum și studii suplimentare și dovezi ale mecanismului de acțiune al paracetamolului asociat cu inhibarea. de COX-3 .

Unii autori referă COX-3 la COX-1, numind-o COX-1b sau o variantă a COX-1 - COX-1v. [5]

Inhibitori

Inhibitorii de ciclooxigenază cu molecule mici sunt utilizați pe scară largă ca medicamente antiinflamatoare .

S-au găsit și inhibitori naturali: ciuperca culinară Curly Grifola (Maitaca) este capabilă să inhibe parțial funcția enzimei. [6] [7] Unii autori cred că flavonoidele , în special dihidroquercetina , au această capacitate. [opt]

Note

  1. PDB 1CQE ; Picot D., Loll PJ, Garavito RM Structura cristalină cu raze X a proteinei membranare prostaglandin H2 sintetaza-1  //  Nature : journal. - 1994. - ianuarie ( vol. 367 , nr. 6460 ). - P. 243-249 . - doi : 10.1038/367243a0 . — PMID 8121489 .
  2. Taurină . Enciclopedia Medicamentelor și Produselor Farmaceutice . Patent radar. — Instrucțiuni, aplicare și formulă.
  3. Dementieva A.A., Kibitov A.A., Erdyakov A.K., Balatsky A.V., Gavrilova S.A. Influența inhibării cascadei metabolice a acidului arahidonic asupra profilului de expresie ulterioară a ciclooxigenazelor și prostaglandine sintazelor în ochiul de șobolan într-un model de inflamație concanavalin . Tehnologii ale sistemelor vii. Preluat: 7 februarie 2017.
  4. NV Chandrasekharan, Hu Dai, K. Lamar Turepu Roos, Nathan K. Evanson, Joshua Tomsik, Terry S. Elton și Daniel L. Simmons. COX-3, o variantă de ciclooxigenază-1 inhibată  de acetaminofen și alte medicamente analgezice/antipiretice: clonarea, structură și expresie // Proc Natl Acad Sci. - SUA, 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, o variantă de ciclooxigenază-1 inhibată de acetaminofen și alte medicamente analgezice/antipiretice: clonarea, structură și  expresie.)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal. - 2002. - octombrie ( vol. 99 , nr. 21 ). - P. 13926-13931 . - doi : 10.1073/pnas.162468699 . — PMID 12242329 .
  6. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Compuși inhibitori ai ciclooxigenazei și antioxidanți din miceliul ciupercii comestibile Grifola frondosa  // J. Agric  . chimie alimentară. : jurnal. - 2002. - Decembrie ( vol. 50 , nr. 26 ). - P. 7581-7585 . - doi : 10.1021/jf0257648 . — PMID 12475274 .
  7. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Compuși inhibitori ai ciclooxigenazei și antioxidanți din corpul fructifer al unei ciuperci comestibile, Agrocybe aegerita  (engleză)  // Phytomedicine: journal. - 2003. - Vol. 10 , nr. 5 . - P. 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. Effect of flavonoids and vitamina E on cyclooxygenase-2 (COX-2)  transcription  // Mutation Research : jurnal. - Elsevier , 2004. - iulie ( vol. 551 , nr. 1-2 ). - P. 245-254 . - doi : 10.1016/j.mrfmmm.2004.01.015 . — PMID 15225597 .

Link -uri