Оксилипин

Оксилипины составляют семейство оксигенированных натуральных продуктов , которые образуются из жирных кислот путями, включающими, по крайней мере, одну стадию диоксигенового зависимого окисления . ^{[ 1 ]} Эти небольшие полярные липидные соединения представляют собой метаболиты полиненасыщенных жирных кислот (PUFA), включая омега-3 жирные кислоты и омега-6 жирных кислот. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} Оксилипины образуются путем энизматического или негременного окисления ПУФ. ^{[ 2 ]}

У животных видов преобладают четыре основных пути продукции оксилипина: путь липоксигеназ (LOXS), путь циклуксигеназы (COXS), путь цитохрома P450 (CYPS) и маршрутизацию активных форм кислорода (ROS). ^{[ 4 ]} Эти пути приводят к образованию многих различных молекул оксилипина, которые важны для количества процессов в живых организмах. Процессы включают воспаление, кровоток, энергетический метаболизм, клеточную жизнь, клеточную передачу или сокращения мышц. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Оксилипины играют как про-, так и противоинфляционные роли. ^{[ 5 ]}

Оксилипины широко распространены в аэробных организмах, включая растения , животных и грибы . Многие из оксилипинов имеют физиологическое значение. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Как правило, оксилипины не хранятся в тканях, но образуются по требованию путем освобождения жирных кислот -предшественников из этерифицированных форм.

Биосинтез

Биосинтез оксилипинов инициируется диоксигеназами или монооксигеназами ; Однако также не ферментативные процессы автоксидации способствуют образованию оксилипина (фитопростаны, изопростаны ). Диоксигеназы включают липоксигеназы (растения, животные, грибы), гемозависимые оксигеназы жирных кислот (растения, грибы) и циклооксигеназы (животные). жирных кислот Гидропероксиды или эндопероксиды образуются в результате действия этих ферментов. Монооксигеназы, участвующие в биосинтезе оксилипина, являются членами суперсемейства цитохрома P450 и могут окислить двойные связи с образованием эпоксид или насыщенными углеродами, образующими спирты . Природа развила многочисленные ферменты, которые метаболизируют оксилипины во вторичные продукты, многие из которых обладают сильной биологической активностью . Особое значение имеют ферменты цитохрома P450 у животных, включая CYP5A1 ( тромбокссинтаза ), CYP8A1 ( простациклин -синтаза ) и семейство CYP74 гидропероксидных ферментов у растений , нижних животных и бактерий . В растительных и животных царствах C18 и C20 Polyenoic Жирные кислоты , соответственно, являются основными предшественниками оксилипинов.

Структура и функция

Оксилипины у животных , называемые эйкозаноидами (греческая икоза их образования из двадцати углерода незаменимых жирных кислот , оказывают мощное и часто противоречивое влияние на гладкие мышцы , тромбоциты из- за ; двадцать ) например , на для крови . Некоторые эйкозаноиды ( лейкотриены B4 и C4 ) являются провоспалительными, в то время как другие ( резолвины , защиты) являются противовоспалительными и участвуют в процессе разрешения, который следует за повреждением ткани. Оксилипины растений в основном участвуют в контроле онтогенеза , репродуктивных процессов и устойчивости к различным микробным патогенам и другими вредителями .

Оксилипины чаще всего действуют аутокринным или паракринным образом , особенно при нацеливании рецепторов, активируемых пролифератором пероксисом (PPAR) для модификации образования и функции адипоцитов . ^{[ 8 ]}

Большинство оксилипинов в организме получены из линолевой кислоты или альфа-линоленовой кислоты . Оксилипины линолевой кислоты обычно присутствуют в крови и тканях в более высоких концентрациях, чем в любом другом оксилипине PUFA , несмотря на то, что альфалиноленовая кислота более легко метаболизируется на оксилипин. ^{[ 9 ]}

Оксилипины линолевой кислоты могут быть противовоспалительными, но чаще являются провоспалительными, связанными с атеросклерозом , неалкогольным жировым заболеванием печени и болезнью Альцгеймера . ^{[ 9 ]} Столетники показали снижение уровня оксилипинов линолевой кислоты в их кровообращении. ^{[ 10 ]} Понижение диетической линолевой кислоты приводит к меньшему количеству оксилипинов линолевой кислоты у людей. ^{[ 11 ]} С 1955 по 2005 год содержание линолевой кислоты в жировой ткани человека выросло примерно на 136% в Соединенных Штатах. ^{[ 12 ]}

В целом, оксилипины, полученные из омега-6 жирных кислот, являются более провоспалительными, вазоконстриктивными и пролиферативными, чем те, которые получены из омега-3 жирных кислот . ^{[ 9 ]} Омега-3 эйкозапентановая кислота (EPA), полученная на оксилипинах и докозагексаеновой кислоте (DHA), являются противовоспалительными и вазодилаучными. ^{[ 9 ]} В клиническом испытании мужчин с высокими триглицеридами , 3 грамма в день DHA по сравнению с плацебо (оливковое масло), даваемых в течение 91 дней, почти утроив DHA в эритроцитах, уменьшая оксилипины в этих клетках. ^{[ 13 ]} Обе группы давали добавки витамина С ( аскорбил пальмитат ) и витамин Е (смешанный токоферол ). ^{[ 13 ]}

Оксилипины и болезнь

Оксилипины играют важную роль во многих заболеваниях, например, диабете , ожирении , сердечно-сосудистых заболеваниях , раке , Covid-19 или нейродегенеративных расстройствах . Изменения в метаболизме оксилипина были зарегистрированы при этих заболеваниях. ^{[ 3 ]} ^{[ 4 ]} ^{[ 14 ]} ^{[ 15 ]} ^{[ 16 ]} ^{[ 17 ]} В 2021 году болезнь Альцгеймера была связана с изменениями уровня оксилипина в плазме и спинномозговой жидкости (CSF). ^{[ 18 ]} Интересно, что улучшение нейродегенеративных заболеваний, а также сердечно -сосудистые заболевания могут быть достигнуты с использованием ингибиторов фермента (растворимая эпоксидная гидролаза), участвующие в образовании оксилипинов. ^{[ 19 ]} ^{[ 20 ]} При болезни Паркинсона профили оксилипина отражают стадию заболевания. Это следует учитывать при выборе подходящего лекарства от болезни Паркинсона. ^{[ 15 ]}

Ссылки

^ Wasternack C (октябрь 2007 г.). «Джассонаты: обновление о биосинтезе, передаче сигналов и действии в реакции, росте и развитии растений» . Анналы ботаники . 100 (4): 681–697. doi : 10.1093/aob/mcm079 . PMC 2749622 . PMID 17513307 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Camunas-Alberca SM, Moran-Garrido M, Sáiz J, Villaseñor A, Taha AY, Barbas C (июль 2023 г.). «Роль оксилипинов и их проверка в качестве биомаркеров в клиническом контексте» . Тенденции TRAC в аналитической химии . 164 : 117065. DOI : 10.1016/j.trac.2023.117065 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Watrous JD, Niiranen TJ, Lagerborg KA, Henglin M, Xu YJ, Rong J, et al. (Март 2019). «Направленная нецелевая масс-спектрометрия и химическая сеть для обнаружения эйкозаноидов и связанных с ними оксилипинов» . Клеточная химическая биология . 26 (3): 433–442.e4. doi : 10.1016/j.chembiol.2018.11.015 . PMC 6636917 . PMID 30661990 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Liang N, Harsch BA, Zhou S, Borkowska A, Shearer GC, Kaddurah-Daouk R, et al. (Январь 2024). «Транспорт оксилипина от частиц липопротеинов и его функциональные последствия для кардиометаболических и неврологических расстройств» . Прогресс в исследованиях липидов . 93 : 101265. DOI : 10.1016/j.plipres.2023.101265 . PMID 37979798 .
^ Вулфер А.М., Гаудин М., Тейлор-Робинсон С.Д., Холмс Э., Николсон Дж.К. (декабрь 2015 г.). «Разработка и валидация высокопроизводительного подхода к сверхэкогоэффективному хроматографическому спектрометрии для скрининга оксилипинов и их предшественников». Аналитическая химия . 87 (23): 11721–11731. doi : 10.1021/acs.analchem.5b02794 . PMID 26501362 .
^ Zhao J, Davis LC, Verpoorte R (июнь 2005 г.). «Трансдукция сигнала элиситора, приводящая к производству вторичных метаболитов растений». Биотехнологические достижения . 23 (4): 283–333. doi : 10.1016/j.biotechadv.2005.01.003 . PMID 15848039 .
^ Bolwell GP, Bindschedler LV, Blee Ka, Butt Vs, Davies DR, Gardner SL, et al. (Май 2002 г.). «Апопластический окислительный взрыв в ответ на биотическое стресс у растений: трехкомпонентная система». Журнал экспериментальной ботаники . 53 (372): 1367–1376. doi : 10.1093/jexbot/53.372.1367 . PMID 11997382 .
^ Barquissau V, Ghaur RA, Ailhaud G, Klinnspor M, Langin D, Amri EZ и др. (Май 2017). «Контроль адипогенеза оксилипинами, GPCR и PPAR» (PDF) . Биохими . 136 : 3–11. Doi : 10.1016/j.biochi.2016.12.012 . PMID 28034718 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Габбс М., Ленг С., Девасси Дж.Г., Монируджаман М., Аукема Х.М. (сентябрь 2015 г.). «Достижения в нашем понимании оксилипинов, полученных из диетических PUFA» . Достижения в области питания . 6 (5): 513–540. doi : 10.3945/an.114.007732 . PMC 4561827 . PMID 26374175 .
^ Collino S, Montoliu I, Martin FP, Scherer M, Mari D, Salvioli S, et al. (2013). «Метаболические подписи экстремальной долговечности у северных итальянских столетников выявляют сложное ремоделирование липидов, аминокислот и метаболизма микробиоты кишечника» . Plos один . 8 (3): E56564. BIBCODE : 2013PLOSO ... 856564C . doi : 10.1371/journal.pone.0056564 . PMC 3590212 . PMID 23483888 .
^ Ramsden CE, Ringel A, Feldstein AE, Taha AY, Macintosh BA, Hibbeln JR, et al. (2012). «Снижение диетической линолевой кислоты уменьшает биологически активные метаболиты линолевой кислоты у людей» . Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 87 (4–5): 135–141. doi : 10.1016/j.plefa.2012.08.004 . PMC 3467319 . PMID 22959954 .
^ Guyenet SJ, Carlson SE (ноябрь 2015 г.). «Увеличение линолевой кислоты жировой ткани у нас взрослых за последние полвека» . Достижения в области питания . 6 (6): 660–664. doi : 10.3945/an.115.009944 . PMC 4642429 . PMID 26567191 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Shichiri M, Adkins Y, Ishida N, Umeno A, Shigeri Y, Yoshida Y, et al. (Ноябрь 2014). «Концентрация эритроцитов DHA обратно связана с маркерами перекисного окисления липидов у мужчин, принимающих добавки DHA» . Журнал клинической биохимии и питания . 55 (3): 196–202. doi : 10.3164/jcbn.14-22 . PMC 4227822 . PMID 25411526 .
^ Биагини Д., Оливери П., Бадж А., Гасперина Д.Д., Ферранте Ф.Д., Ломонако Т. и др. (Декабрь 2023 г.). «Влияние вариантов SARS-COV-2 на оксилипины в плазме и PUFA пациентов с Covid-19» (PDF) . Простагландины и другие липидные медиаторы . 169 : 106770. DOI : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106770 . PMID 37633481 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Chistyakov DV, Azbukina NV, Lopachev AV, Goriainov SV, Астахова А.А., Ptitsyna EV, et al. (Апрель 2024 г.). «Профили оксилипина в плазме отражают стадию болезни Паркинсона». Простагландины и другие липидные медиаторы . 171 : 106788. DOI : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106788 . PMID 37866654 .
^ Chaves-Filho AB, Diniz LS, Santos RS, Lima RS, Oreliana H, Pinto IF, et al. (Ноябрь 2023 г.). «Профилирование оксилипина в плазме путем масс -спектрометрии высокого разрешения выявляет признаки воспаления и гиперметаболизма при боковом склерозе амиотрофии» (PDF) . Свободная радикальная биология и медицина . 208 : 285–298. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2023.08.019 . PMID 37619957 .
^ Tans R, Bande R, Van Rooij A, Molloy BJ, Stienstra R, Tack CJ, et al. (Сентябрь 2020 г.). «Оценка оксилипинов циклооксигеназы в качестве потенциального биомаркера для воспаления жировой ткани, связанной с ожирением, и диабета 2 типа с использованием целевой масс-спектрометрии мониторинга множественного реакции». Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 160 : 102157. DOI : 10.1016/j.plefa.2020.102157 . HDL : 2066/222812 . PMID 32629236 .
^ Borkowski K, Pedersen TL, Seyfried NT, Lah JJ, Levey AI, Hales CM, et al. (Сентябрь 2021 г.). «Ассоциация плазмы и цитохрома P450 P450, растворимая эпоксидная гидролаза и метаболизм этаноламида с болезнью Альцгеймера» . Исследование и терапия Альцгеймера . 13 (1): 149. DOI : 10.1186/S13195-021-00893-6 . PMC 8422756 . PMID 34488866 .
^ Imig JD, Hammock BD (октябрь 2009 г.). «Растворимая эпоксидная гидролаза как терапевтическая мишень при сердечно -сосудистых заболеваниях» . Природные обзоры. Открытие наркотиков . 8 (10): 794–805. doi : 10.1038/nrd2875 . PMC 3021468 . PMID 19794443 .
^ Wagner KM, McReynolds CB, Schmidt WK, Hammock BD (декабрь 2017 г.). «Растворимая эпоксидная гидролаза как терапевтическая мишень для боли, воспалительных и нейродегенеративных заболеваний» . Фармакология и терапия . 180 : 62–76. doi : 10.1016/j.pharmthera.2017.06.006 . PMC 5677555 . PMID 28642117 .

[1] Wasternack C (октябрь 2007 г.). «Джассонаты: обновление о биосинтезе, передаче сигналов и действии в реакции, росте и развитии растений» . Анналы ботаники . 100 (4): 681–697. doi : 10.1093/aob/mcm079 . PMC 2749622 . PMID 17513307 .

[Camunas-Alberca_2023-2] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Camunas-Alberca SM, Moran-Garrido M, Sáiz J, Villaseñor A, Taha AY, Barbas C (июль 2023 г.). «Роль оксилипинов и их проверка в качестве биомаркеров в клиническом контексте» . Тенденции TRAC в аналитической химии . 164 : 117065. DOI : 10.1016/j.trac.2023.117065 .

[Watrous_2019-3] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Watrous JD, Niiranen TJ, Lagerborg KA, Henglin M, Xu YJ, Rong J, et al. (Март 2019). «Направленная нецелевая масс-спектрометрия и химическая сеть для обнаружения эйкозаноидов и связанных с ними оксилипинов» . Клеточная химическая биология . 26 (3): 433–442.e4. doi : 10.1016/j.chembiol.2018.11.015 . PMC 6636917 . PMID 30661990 .

[Liang_2024-4] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Liang N, Harsch BA, Zhou S, Borkowska A, Shearer GC, Kaddurah-Daouk R, et al. (Январь 2024). «Транспорт оксилипина от частиц липопротеинов и его функциональные последствия для кардиометаболических и неврологических расстройств» . Прогресс в исследованиях липидов . 93 : 101265. DOI : 10.1016/j.plipres.2023.101265 . PMID 37979798 .

[5] Вулфер А.М., Гаудин М., Тейлор-Робинсон С.Д., Холмс Э., Николсон Дж.К. (декабрь 2015 г.). «Разработка и валидация высокопроизводительного подхода к сверхэкогоэффективному хроматографическому спектрометрии для скрининга оксилипинов и их предшественников». Аналитическая химия . 87 (23): 11721–11731. doi : 10.1021/acs.analchem.5b02794 . PMID 26501362 .

[6] Zhao J, Davis LC, Verpoorte R (июнь 2005 г.). «Трансдукция сигнала элиситора, приводящая к производству вторичных метаболитов растений». Биотехнологические достижения . 23 (4): 283–333. doi : 10.1016/j.biotechadv.2005.01.003 . PMID 15848039 .

[7] Bolwell GP, Bindschedler LV, Blee Ka, Butt Vs, Davies DR, Gardner SL, et al. (Май 2002 г.). «Апопластический окислительный взрыв в ответ на биотическое стресс у растений: трехкомпонентная система». Журнал экспериментальной ботаники . 53 (372): 1367–1376. doi : 10.1093/jexbot/53.372.1367 . PMID 11997382 .

[pmid28034718-8] Barquissau V, Ghaur RA, Ailhaud G, Klinnspor M, Langin D, Amri EZ и др. (Май 2017). «Контроль адипогенеза оксилипинами, GPCR и PPAR» (PDF) . Биохими . 136 : 3–11. Doi : 10.1016/j.biochi.2016.12.012 . PMID 28034718 .

[pmid26374175-9] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Габбс М., Ленг С., Девасси Дж.Г., Монируджаман М., Аукема Х.М. (сентябрь 2015 г.). «Достижения в нашем понимании оксилипинов, полученных из диетических PUFA» . Достижения в области питания . 6 (5): 513–540. doi : 10.3945/an.114.007732 . PMC 4561827 . PMID 26374175 .

[pmid2348388-10] Collino S, Montoliu I, Martin FP, Scherer M, Mari D, Salvioli S, et al. (2013). «Метаболические подписи экстремальной долговечности у северных итальянских столетников выявляют сложное ремоделирование липидов, аминокислот и метаболизма микробиоты кишечника» . Plos один . 8 (3): E56564. BIBCODE : 2013PLOSO ... 856564C . doi : 10.1371/journal.pone.0056564 . PMC 3590212 . PMID 23483888 .

[pmid22959954-11] Ramsden CE, Ringel A, Feldstein AE, Taha AY, Macintosh BA, Hibbeln JR, et al. (2012). «Снижение диетической линолевой кислоты уменьшает биологически активные метаболиты линолевой кислоты у людей» . Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 87 (4–5): 135–141. doi : 10.1016/j.plefa.2012.08.004 . PMC 3467319 . PMID 22959954 .

[pmid26567191-12] Guyenet SJ, Carlson SE (ноябрь 2015 г.). «Увеличение линолевой кислоты жировой ткани у нас взрослых за последние полвека» . Достижения в области питания . 6 (6): 660–664. doi : 10.3945/an.115.009944 . PMC 4642429 . PMID 26567191 .

[pmid25411526-13] Jump up to: ^а ^{беременный} Shichiri M, Adkins Y, Ishida N, Umeno A, Shigeri Y, Yoshida Y, et al. (Ноябрь 2014). «Концентрация эритроцитов DHA обратно связана с маркерами перекисного окисления липидов у мужчин, принимающих добавки DHA» . Журнал клинической биохимии и питания . 55 (3): 196–202. doi : 10.3164/jcbn.14-22 . PMC 4227822 . PMID 25411526 .

[14] Биагини Д., Оливери П., Бадж А., Гасперина Д.Д., Ферранте Ф.Д., Ломонако Т. и др. (Декабрь 2023 г.). «Влияние вариантов SARS-COV-2 на оксилипины в плазме и PUFA пациентов с Covid-19» (PDF) . Простагландины и другие липидные медиаторы . 169 : 106770. DOI : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106770 . PMID 37633481 .

[Chistyakov_2024-15] Jump up to: ^а ^{беременный} Chistyakov DV, Azbukina NV, Lopachev AV, Goriainov SV, Астахова А.А., Ptitsyna EV, et al. (Апрель 2024 г.). «Профили оксилипина в плазме отражают стадию болезни Паркинсона». Простагландины и другие липидные медиаторы . 171 : 106788. DOI : 10.1016/j.prostaglandins.2023.106788 . PMID 37866654 .

[16] Chaves-Filho AB, Diniz LS, Santos RS, Lima RS, Oreliana H, Pinto IF, et al. (Ноябрь 2023 г.). «Профилирование оксилипина в плазме путем масс -спектрометрии высокого разрешения выявляет признаки воспаления и гиперметаболизма при боковом склерозе амиотрофии» (PDF) . Свободная радикальная биология и медицина . 208 : 285–298. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2023.08.019 . PMID 37619957 .

[17] Tans R, Bande R, Van Rooij A, Molloy BJ, Stienstra R, Tack CJ, et al. (Сентябрь 2020 г.). «Оценка оксилипинов циклооксигеназы в качестве потенциального биомаркера для воспаления жировой ткани, связанной с ожирением, и диабета 2 типа с использованием целевой масс-спектрометрии мониторинга множественного реакции». Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 160 : 102157. DOI : 10.1016/j.plefa.2020.102157 . HDL : 2066/222812 . PMID 32629236 .

[18] Borkowski K, Pedersen TL, Seyfried NT, Lah JJ, Levey AI, Hales CM, et al. (Сентябрь 2021 г.). «Ассоциация плазмы и цитохрома P450 P450, растворимая эпоксидная гидролаза и метаболизм этаноламида с болезнью Альцгеймера» . Исследование и терапия Альцгеймера . 13 (1): 149. DOI : 10.1186/S13195-021-00893-6 . PMC 8422756 . PMID 34488866 .

[19] Imig JD, Hammock BD (октябрь 2009 г.). «Растворимая эпоксидная гидролаза как терапевтическая мишень при сердечно -сосудистых заболеваниях» . Природные обзоры. Открытие наркотиков . 8 (10): 794–805. doi : 10.1038/nrd2875 . PMC 3021468 . PMID 19794443 .

[20] Wagner KM, McReynolds CB, Schmidt WK, Hammock BD (декабрь 2017 г.). «Растворимая эпоксидная гидролаза как терапевтическая мишень для боли, воспалительных и нейродегенеративных заболеваний» . Фармакология и терапия . 180 : 62–76. doi : 10.1016/j.pharmthera.2017.06.006 . PMC 5677555 . PMID 28642117 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]