Циклооксигеназа
Простагландин-эндопероксидсинтаза | |||
---|---|---|---|
Идентификаторы | |||
Номер ЕС. | 1.14.99.1 | ||
Номер CAS. | 9055-65-6 | ||
Базы данных | |||
ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
КЕГГ | КЕГГ запись | ||
МетаЦик | метаболический путь | ||
ПРЯМОЙ | профиль | ||
PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
|
Циклооксигеназа 1 | |||
---|---|---|---|
Идентификаторы | |||
Символ | ПТГС1 | ||
Альт. символы | ЦОГ-1 | ||
ген NCBI | 5742 | ||
HGNC | 9604 | ||
МОЙ БОГ | 176805 | ||
ПДБ | 1CQE | ||
RefSeq | НМ_080591 | ||
ЮниПрот | P23219 | ||
Другие данные | |||
Номер ЕС | 1.14.99.1 | ||
Локус | Хр. 9 q32-q33.3 | ||
|
Циклооксигеназа 2 | |||
---|---|---|---|
Идентификаторы | |||
Символ | ПТГС2 | ||
Альт. символы | ЦОГ-2 | ||
ген NCBI | 5743 | ||
HGNC | 9605 | ||
МОЙ БОГ | 600262 | ||
ПДБ | 6COX | ||
RefSeq | НМ_000963 | ||
ЮниПрот | P35354 | ||
Другие данные | |||
Номер ЕС | 1.14.99.1 | ||
Локус | 1 q25.2-25.3 | ||
|
Циклооксигеназа ( ЦОГ ), официально известная как простагландин-эндопероксидсинтаза ( ПТГС ), представляет собой фермент (в частности, семейство изоферментов , EC 1.14.99.1 ) , который отвечает за биосинтез простаноидов , включая тромбоксан , и простагландинов, таких как простациклин , из арахидоновой кислоты. кислота . Член семейства гемпероксидаз животного типа , он также известен как простагландин G/H-синтаза . Катализируемой специфической реакцией является превращение арахидоновой кислоты в простагландин H2 через короткоживущий промежуточный продукт простагландина G2 . [3] [4]
Фармацевтическое ингибирование ЦОГ может облегчить симптомы воспаления и боли . [3] Нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), такие как аспирин и ибупрофен , оказывают свое действие путем ингибирования ЦОГ. Те, которые специфичны для изофермента ЦОГ-2 , называются ингибиторами ЦОГ-2 . Активный метаболит ( AM404 ) парацетамола является ингибитором ЦОГ, и этому факту часть или весь его терапевтический эффект . приписывают [5]
В медицине корневой символ «ЦОГ» встречается чаще, чем «ПТГС». В генетике «PTGS» официально используется для обозначения этого семейства генов и белков , поскольку корневой символ «ЦОГ» уже использовался для обозначения семейства цитохром-с-оксидаз . Таким образом, два изофермента, обнаруженные у человека, PTGS1 и PTGS2 , в медицинской литературе часто называются ЦОГ-1 и ЦОГ-2. Названия «простагландинсинтаза (PHS)», «простагландинсинтетаза (PHS)» и «простагландин-эндопероксидсинтетаза (PES)» являются более старыми терминами, которые до сих пор иногда используются для обозначения ЦОГ.
Биология
[ редактировать ]С точки зрения молекулярной биологии ЦОГ-1 и ЦОГ-2 имеют одинаковую молекулярную массу, примерно 70 и 72 кДа соответственно , и имеют 65% гомологию аминокислотных последовательностей и почти идентичные каталитические сайты. Оба белка имеют три домена: N-концевой EGF-подобный домен , небольшой 4-спиральный мембранный якорь и основной каталитический домен гем-пероксидазы. Оба образуют димеры. [6] Мембранный якорь фиксирует белки в эндоплазматической сети (ЭР) и мембране микросом . [7]
Фармакология
[ редактировать ]ЦОГ является частой мишенью для противовоспалительных препаратов. Наиболее существенным различием между изоферментами, позволяющим осуществлять избирательное ингибирование, является замена изолейцина в положении 523 в ЦОГ-1 на валин в ЦОГ-2. Меньший остаток Val 523 в ЦОГ-2 обеспечивает доступ к гидрофобному боковому карману фермента (которому Ile 523 стерически препятствует). Молекулы лекарств, такие как DuP-697 и производные от него коксибы, связываются с этим альтернативным сайтом и считаются селективными ингибиторами ЦОГ-2. [2]
Классические НПВП
[ редактировать ]Основными ингибиторами ЦОГ являются нестероидные противовоспалительные препараты .
Классические ингибиторы ЦОГ неселективны и ингибируют все типы ЦОГ. Возникающее в результате ингибирование синтеза простагландинов и тромбоксана оказывает эффект уменьшения воспаления, а также оказывает жаропонижающее, антитромботическое и обезболивающее действие. Наиболее частым побочным эффектом НПВП является раздражение слизистой оболочки желудка, поскольку простагландины обычно играют защитную роль в желудочно-кишечном тракте. Некоторые НПВП также обладают кислотными свойствами, что может вызвать дополнительное повреждение желудочно-кишечного тракта.
Новые НПВП
[ редактировать ]Селективность в отношении ЦОГ-2 является основной особенностью целекоксиба , эторикоксиба и других представителей этого класса препаратов. Поскольку ЦОГ-2 обычно специфичен для воспаленной ткани, при приеме ингибиторов ЦОГ-2 возникает гораздо меньше раздражения желудка и снижается риск язвенной болезни. Селективность ЦОГ-2, по-видимому, не отменяет других побочных эффектов НПВП, особенно повышенного риска почечной недостаточности , и есть данные, указывающие на увеличение риска сердечного приступа , тромбоза и инсульта за счет увеличения тромбоксан не уравновешивается простациклином (который снижается за счет ингибирования ЦОГ-2). [8] Рофекоксиб (торговая марка Vioxx ) был отменен в 2004 году из-за подобных опасений. Некоторые другие НПВП, селективные по отношению к ЦОГ-2, такие как целекоксиб и эторикоксиб, все еще доступны на рынке.
Естественное ингибирование ЦОГ
[ редактировать ]Кулинарные грибы, такие как майтаке , могут частично ингибировать ЦОГ-1 и ЦОГ-2. [9] [10]
различные флавоноиды ингибируют ЦОГ-2. Было обнаружено, что [11]
Рыбий жир содержит жирные кислоты, альтернативные арахидоновой кислоте. Эти кислоты могут быть превращены ЦОГ в некоторые противовоспалительные простациклины вместо провоспалительных простагландинов . [12]
гиперфорин ингибирует ЦОГ-1 примерно в 3-18 раз сильнее, чем аспирин. Было показано, что [13]
Кальцитриол ( витамин D ) значительно подавляет экспрессию гена ЦОГ-2. [14]
Следует соблюдать осторожность при сочетании низких доз аспирина с ингибиторами ЦОГ-2 из-за потенциального увеличения повреждения слизистой оболочки желудка. ЦОГ-2 активируется, когда ЦОГ-1 подавляется аспирином, что считается важным для усиления защитных механизмов слизистой оболочки и уменьшения эрозии, вызываемой аспирином. [15]
Сердечно-сосудистые побочные эффекты ингибиторов ЦОГ
[ редактировать ]Было обнаружено, что ингибиторы ЦОГ-2 повышают риск атеротромбоза даже при кратковременном применении. Анализ 138 рандомизированных исследований 2006 года с участием почти 150 000 участников. [16] показали, что селективные ингибиторы ЦОГ-2 связаны с умеренно повышенным риском сосудистых событий, главным образом за счет двукратного увеличения риска инфаркта миокарда , а также что режимы высоких доз некоторых традиционных НПВП (таких как диклофенак и ибупрофен , но не напроксен) ) связаны с аналогичным увеличением риска сосудистых событий.
Эти данные, однако, были опровергнуты исследованием PRECISION (проспективная рандомизированная оценка комплексной безопасности целекоксиба по сравнению с ибупрофеном или напроксеном) 2016 года. [17] 24 081 участника, что показывает более низкую частоту сердечно-сосудистых смертей (включая геморрагическую смерть), нефатального инфаркта миокарда или нефатального инсульта для целекоксиба по сравнению с напроксеном и ибупрофеном.
Рыбий жир (например, рыбий жир ) был предложен в качестве разумной альтернативы для лечения ревматоидного артрита и других заболеваний, поскольку он обеспечивает меньший сердечно-сосудистый риск, чем другие методы лечения, включая НПВП. [12]
Влияние ЦОГ на иммунную систему
[ редактировать ]Было показано, что ингибирование ЦОГ-2 с помощью целекоксиба снижает иммуносупрессивную экспрессию TGFβ в гепатоцитах, ослабляя ЕМТ при гепатоцеллюлярной карциноме человека. [18]
См. также
[ редактировать ]- Циклооксигеназа-1
- Циклооксигеназа-2
- Циклооксигеназа-3 (нефункциональна у человека)
- Открытие и разработка селективных ингибиторов ЦОГ-2.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ PDB : 1CQE ; Пико Д., Лолл П.Дж., Гаравито Р.М. (январь 1994 г.). «Рентгеновская кристаллическая структура мембранного белка простагландин H2-синтазы-1». Природа . 367 (6460): 243–9. Бибкод : 1994Natur.367..243P . дои : 10.1038/367243a0 . ПМИД 8121489 . S2CID 4340064 .
- ^ Jump up to: а б PDB : 6COX ; Курумбайл Р.Г., Стивенс А.М., Гирс Дж.К., Макдональд Дж.Дж., Стегеман Р.А., Пак Дж.Ю., Гильдехаус Д., Мияширо Дж.М., Пеннинг Т.Д., Зайберт К., Исаксон ПК, Столлингс В.К. (1996). «Структурные основы селективного ингибирования циклооксигеназы-2 противовоспалительными средствами». Природа . 384 (6610): 644–8. Бибкод : 1996Natur.384..644K . дои : 10.1038/384644a0 . ПМИД 8967954 . S2CID 4326310 .
- ^ Jump up to: а б Литальен С., Болье П. (2011). «Глава 117 – Молекулярные механизмы действия лекарств: от рецепторов к эффекторам». В Fuhrman BP, Zimmerman JJ (ред.). Детская реанимационная помощь (4-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир Сондерс. стр. 1553 –1568. дои : 10.1016/B978-0-323-07307-3.10117-X . ISBN 978-0-323-07307-3 .
Арахидоновая кислота является компонентом мембранных фосфолипидов, высвобождаемых либо в одноэтапном процессе после действия фосфолипазы А2 (PLA2), либо в двухэтапном процессе после действия фосфолипазы C и DAG-липазы. Затем арахидоновая кислота метаболизируется циклооксигеназой (ЦОГ) и 5-липоксигеназой, что приводит к синтезу простагландинов и лейкотриенов соответственно. Эти внутриклеточные мессенджеры играют важную роль в регуляции передачи сигналов, участвующих в болевых и воспалительных реакциях.
- ^ Лю Дж., Зейболд С.А., Рике С.Дж., Сонг И, Кукиер Р.И., Смит В.Л. (июнь 2007 г.). «Простагландин-эндопероксид H-синтазы: специфичность гидропероксида пероксидазы и активация циклооксигеназы» . Журнал биологической химии . 282 (25): 18233–44. дои : 10.1074/jbc.M701235200 . ПМИД 17462992 .
- ^ Хёгештетт Э.Д., Йонссон Б.А., Эрмунд А., Андерссон Д.А., Бьорк Х., Александр Дж.П., Краватт Б.Ф., Басбаум А.И., Зигмунт П.М. (сентябрь 2005 г.). «Превращение ацетаминофена в биоактивный N-ацилфеноламин AM404 посредством зависимой от амидгидролазы жирных кислот конъюгации арахидоновой кислоты в нервной системе» (PDF) . Журнал биологической химии . 280 (36): 31405–12. дои : 10.1074/jbc.M501489200 . ПМИД 15987694 . S2CID 10837155 .
- ^ Нина М., Бернеш С., Ру Б. (2000). «Закрепление монотопного мембранного белка: связывание простагландин-синтазы H2-1 с поверхностью фосфолипидного бислоя». Европейский биофизический журнал . 29 (6): 439–54. дои : 10.1007/PL00006649 . ПМИД 11081405 . S2CID 6317524 .
- ^ P23219 , P35354 . ЮниПрот
- ^ Кумар В., Аббас А.К. и Астер Дж.К. (2017). Основная патология Роббинса (10-е изд.). Elsevier - Отдел медицинских наук.
- ^ Чжан Ю, Миллс Г.Л., Наир М.Г. (декабрь 2002 г.). «Ингибирующие циклооксигеназу и антиоксидантные соединения из мицелия съедобного гриба Grifola frondosa». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии . 50 (26): 7581–5. дои : 10.1021/jf0257648 . ПМИД 12475274 .
- ^ Чжан Ю, Миллс Г.Л., Наир М.Г. (2003). «Ингибирующие циклооксигеназу и антиоксидантные соединения из плодового тела съедобного гриба Agrocybe aegerita». Фитомедицина . 10 (5): 386–90. дои : 10.1078/0944-7113-00272 . ПМИД 12834003 .
- ^ О'Лири К.А., де Паскуаль-Тереза С., де Паскуаль-Тереза С., Нудс П.В., Бао Ю.П., О'Брайен Н.М., Уильямсон Дж. (июль 2004 г.). «Влияние флавоноидов и витамина Е на транскрипцию циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2)». Мутационные исследования . 551 (1–2): 245–54. дои : 10.1016/j.mrfmmm.2004.01.015 . ПМИД 15225597 .
- ^ Jump up to: а б Клеланд Л.Г., Джеймс М.Дж., Праудман С.М. (2006). «Рыбий жир: что нужно знать врачу» . Исследования и терапия артрита . 8 (1): 202. дои : 10.1186/ar1876 . ПМК 1526555 . ПМИД 16542466 .
- ^ Альберт Д., Цюндорф И., Дингерманн Т., Мюллер В.Е., Штайнхильбер Д., Верц О. (декабрь 2002 г.). «Гиперфорин является двойным ингибитором циклооксигеназы-1 и 5-липоксигеназы». Биохимическая фармакология . 64 (12): 1767–75. дои : 10.1016/s0006-2952(02)01387-4 . ПМИД 12445866 .
- ^ Морено Дж., Кришнан А.В., Пил Д.М., Фельдман Д. (июль – август 2006 г.). «Механизмы опосредованного витамином D ингибирования роста клеток рака простаты: ингибирование простагландинового пути» . Противораковые исследования . 26 (4А): 2525–30. ПМИД 16886660 .
- ^ Уоллес Дж.Л. (октябрь 2008 г.). «Простагландины, НПВП и защита слизистой оболочки желудка: почему желудок не переваривает сам себя?» . Физиологические обзоры . 88 (4): 1547–65. doi : 10.1152/physrev.00004.2008 . ПМИД 18923189 . S2CID 448875 .
- ^ Кирни П.М., Бейджент С., Годвин Дж., Холлс Х., Эмберсон Дж.Р., Патроно С. (июнь 2006 г.). «Повышают ли селективные ингибиторы циклооксигеназы-2 и традиционные нестероидные противовоспалительные препараты риск атеротромбоза? Метаанализ рандомизированных исследований» . БМЖ . 332 (7553): 1302–8. дои : 10.1136/bmj.332.7553.1302 . ПМЦ 1473048 . ПМИД 16740558 .
- ^ Ниссен С.Э., Йоманс Н.Д., Соломон Д.Х., Люшер Т.Ф., Либби П., Хусни М.Э., Грэм Д.И., Борер Дж.С., Вишневски Л.М., Вольски К.Е., Цюцин В., Менон В., Рущицка Ф., Гаффни М., Беккерман Б., Бергер М.Ф., Вэйхан Б. , Линкофф А.М. (декабрь 2016 г.). «Сердечно-сосудистая безопасность целекоксиба, напроксена или ибупрофена при артрите». НЭМ . 375 (26). дои : 10.1056/NEJMoa1611593 . ПМИД 27959716 .
- ^ Огунвоби О.О., Ван Т., Чжан Л., Лю С. (март 2012 г.). «Циклооксигеназа-2 и Akt опосредуют множественный эпителиально-мезенхимальный переход, индуцированный факторами роста, при гепатоцеллюлярной карциноме человека» . Журнал гастроэнтерологии и гепатологии . 27 (3): 566–78. дои : 10.1111/j.1440-1746.2011.06980.x . ПМЦ 3288221 . ПМИД 22097969 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Белок циклооксигеназа
- Циклооксигеназа в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Страница GONUTS: Циклооксигеназа
- Циклооксигеназа: Протеопедия, жизнь в 3D
- Обсуждение ферментативного механизма, включая интерактивные 3D-модели.