Циклооксигенази

В Циклооксигенази вони є ферментами, які беруть участь у формуванні простагландинів. Вони в свою чергу викликають запалення.

Що таке циклооксигенази?

Циклооксигенази (COX) є ферментами. Вони беруть участь у метаболізмі арахідону. Там вони каталізують виробництво тромбоксанів і простагландинів. Ферменти COX відіграють ключову роль у регуляції запалення.

Циклооксигеназа відома людині з 1930-х років. Перше очищене виробництво циклооксидаз відбулося в 1970-х роках з тканинних гомогенатів овець і великої рогатої худоби. З 1972 року розпочалися спекуляції щодо того, чи існує більше однієї циклооксигенази. У 90-х роках білкові структури циклооксигенази-1 та циклооксигенази-2 можуть бути секвенсовані. Два ізоферменти відрізняються один від одного своїм локусом генів. Крім того, були уточнені їх структури, які можна було б використовувати для отримання препаратів, що впливають на ферменти.

Функція, ефект та завдання

Циклооксигенази поділяються на два підвиди. Це циклооксигеназа-1 (ЦОГ-1) і циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2). Це дві різні форми ферменту. Їх амінокислота на 68 відсотків однакова. Також є дані про те, що існує ще одна циклооксигеназа, відома як циклооксигеназа-3.

ЦОГ-1 і ЦОГ-2 відіграють важливу роль у терапевтичній медицині. Циклооксигеназа-1 - фермент, який конститутивно експресується. Він також синтезує простагландини більшою мірою у здоровому організмі. Більша кількість COX-1 виявляється в основному в нирках і стінці шлунка. Експресія COX-2 відбувається особливо в тканинах, що запалюються або пошкоджуються. Тут виробляються простагландини. Вони або підтримують запалення, або навіть посилюють його.

Функція циклооксигеназ полягає в каталізації перетворення арахідонової кислоти в простагландин H2. Це стосується також ейкозапентаєнової кислоти (EPA) та дихомогаммаліноленової кислоти (DGLA). Процес відбувається в два етапи, які проходять в реакційних центрах ферменту. Етап 1 проводиться в каталітичному центрі. Він складається з кільцевого замикання між атомами вуглецю C8 і C12. Крім того, два атоми кисню вставлені при С9 та С11. Потім вони вступають в ковалентний зв’язок один з одним, внаслідок чого в простагландині G2 утворюється перекисний міст. Виниклий прогландін-G2 може дифундувати поза каналом.

Другий етап відбувається шляхом каталізу реакційного центру з активністю пероксидази. Простагландин Н2 створюється з простагландину G2. Це забезпечує синтез подальших простагландинів.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Циклооксигенази розташовані у внутрішньому відділі ендоплазматичного ретикулума, у внутрішній частині ядерної оболонки та в апараті Гольджі. В процесі цього вони прилягають до внутрішніх сторін мембран клітинного відділення. Вони також присутні в клітинах тварин. На відміну від них вони не зустрічаються у комах, рослин або одноклітинних організмів. Однак вони містять споріднені ферменти, такі як патоген-індуковані оксигенази.

ЦОГ-1 знаходиться в ендотеліальних клітинах нормальних кровоносних судин, в той час як COX-2 знаходиться в ендотеліальних клітинах проліферуючих судин запалених тканин. Крім того, COX-2 часто присутній в пухлинних клітинах, де він проліферує. Медики підозрюють, що фермент сприяє зростанню пухлини. У мозку також COX-2 виробляється в більшій мірі як частина запалення. Фермент знаходиться в ендотеліальних клітинах гіпоталамічних судин. Утворюється лихоманка PGE2. Інколи COX-2 виникає також у нервових клітинах та гліальних клітинах.

У нирках циклооксигеназа-2 міститься в першу чергу в макулі денси. Це призводить до посилення вироблення простацикліну, що запускає утворення ферменту ренін. COX-2 завжди присутній у спинному мозку. Там він використовується для обробки больових подразників.

Хвороби та розлади

Циклооксигенази відіграють важливу роль при захворюваннях, що особливо стосується циклооксигенази-2. В ході запальних процесів ЦОГ-2 транскрибується більш інтенсивно.

Так звані інгібітори ЦОГ-2 призначаються для лікування симптомів, пов’язаних із цим, таких як біль та лихоманка. Це протизапальні препарати, що належать до групи нестероїдних протизапальних препаратів (НПЗЗ). На відміну від класичних жарознижуючих засобів, які впливають як на COX-1, так і на COX-2, інгібітори ЦОГ-2 концентруються на блокаді циклооксигенази-2.

Часто COX-2 зустрічається при злоякісних ракових пухлинах. Простагландини, такі як PGE2, які виникають у пухлинній тканині, безпосередньо впливають на пухлинні клітини та строму пухлини. З цієї причини дослідження раку покладають надії на позитивний ефект інгібіторів ЦОГ-2, що особливо стосується ракових захворювань шлунково-кишкового тракту. Ці препарати атакують як незмінну строму, так і високо мінливі клітини пухлини. Це знижує ймовірність розвитку резистентності.

Поки не вдалося уточнити, які функції відіграє циклооксигеназа-2 у клітинах мозку. Ось чому питання про те, чи тривале використання інгібіторів ЦОГ-2 має фізіологічну дію на мозок, залишається без відповіді. Однак численні подразники викликають вироблення ЦОГ-2 у нервових клітинах, астроцитах та мікроглії. До них відносяться епілептичні припадки, запалення, гіпоксія та токсини, що надають збудливу дію. Однак наслідки цього процесу досі незрозумілі. Лікарі також підозрюють вплив циклооксигеназ на розвиток хвороби Альцгеймера.

Основними застосовуваними інгібіторами циклооксигенази є протизапальні препарати, анальгетики, протизапальні засоби та жарознижуючі засоби. До них належать а. Ацетилсаліцилова кислота та ібупрофен.