CYCLOOXYGENASE: MGA URI, REAKSYON, INHIBITOR - BIOLOGY - 2025

Ang mga cyclooxygenases (COX), na kilala rin bilang Prostaglandin H synthases o synthases prostaglandin endoperoxide, ang mga oxygenases ay mga sangkap na kabilang sa fatty acid myeloperoxidase superfamily at matatagpuan sa lahat ng mga vertebrates.

Ang mga cyclooxygenases ay mga bifunctional enzymes, dahil mayroon silang dalawang magkakaibang mga aktibidad ng catalytic: isang aktibidad ng cyclooxygenase at isa pang peroxidase, na nagpapahintulot sa kanila na magpalambot ng bis -oxygenation at ang pagbawas ng arachidonic acid upang mabuo ang prostaglandin.

Ang reaksyon ay na-catalyzed ng cyclooxygenase enzymes (Pinagmulan: Pancrat sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Hindi nila nahanap ang mga halaman, insekto o unicellular organism, ngunit sa mga vertebrate cell ang mga enzymes ay matatagpuan higit sa lahat sa lamad ng endoplasmic reticulum, na may mga ulat ng kanilang pagkakaroon sa nuclear sobre, lipid body, mitochondria, filamentous na istruktura , vesicle, atbp.

Ang mga unang pagtuklas ng mga produkto na synthesized ng mga cyclooxygenases ay isinasagawa sa mga likido ng seminal, kung kaya't bakit ito una naisip na sila ay mga sangkap na ginawa sa prostate, na kung saan ay tinawag silang "prostaglandins".

Ngayon kilala na ang mga prostaglandin ay synthesized sa lahat ng mga tisyu ng mga hayop ng vertebrate at kahit na sa mga organismo na walang mga glandula ng prosteyt, at na ang magkakaibang isomer ng mga molekula ay may iba't ibang mga pag-andar sa iba't ibang mga proseso ng physiological at pathological tulad ng lagnat, pagiging sensitibo sa sakit o algesia, pamamaga, trombosis, mitogenesis, vasodilation at vasoconstriction, obulasyon. function sa bato, atbp.

Mga Uri

Ang pagkakaroon ng dalawang uri ng mga cyclooxygenases ay naiulat na kasama ng mga hayop na vertebrate. Ang una na natuklasan at linisin ay kilala bilang COX-1 o simpleng COX, at nalinis ito sa kauna-unahang pagkakataon noong 1976 mula sa seminal vesicles ng mga tupa at baka.

Ang pangalawang cyclooxygenase na natuklasan sa mga eukaryotes ay COX-2 noong 1991. Hanggang sa kasalukuyan, ang lahat ng mga hayop na vertebrate, kabilang ang mga cartilaginous na isda, bony isda, ibon, at mammal, ay ipinakita upang magkaroon ng dalawang mga genes na code para sa mga enzymes. COX.

Ang isa sa mga ito, ang COX-1, mga code para sa cyclooxygenase 1, na kung saan ay bumubuo, habang ang mga code ng gene ng COX-2 para sa hindi mawari na cyclooxygenase 2.

Mga katangian ng parehong mga gene at ang kanilang mga produkto ng enzyme

Ang COX-1 at COX-2 na mga enzyme ay medyo magkatulad, na nauunawaan na 60-65% pagkakapareho sa pagitan ng kanilang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid.

Ang orthologous COX-1 genes (gen sa iba't ibang species na may parehong pinagmulan) sa lahat ng mga species ng mga hayop na vertebrate ay gumagawa ng mga protina ng COX-1 na nagbabahagi ng hanggang sa 95% ng pagkakakilanlan ng kanilang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid, na totoo rin para sa orthologs ng COX-2, ang mga produkto kung saan nagbabahagi ng pagkakakilanlan ng 70-90%.

Ang mga Cnidarians at mga squad ng dagat ay mayroon ding dalawang mga genes ng COX, ngunit naiiba ito sa iba pang mga hayop, kaya ang ilang mga may-akda ay nag-hypothesize na ang mga gen na ito ay maaaring lumabas sa mga independyenteng mga kaganapan sa pagdoble mula sa parehong karaniwang ninuno.

COX-1

Ang gene ng COX-1 ay tumitimbang ng humigit-kumulang 22 kb at konstitusyonal na ipinahayag upang i-encode ang COX-1 na protina, na mayroong higit pa o mas kaunti sa 600 residue ng amino acid bago maiproseso, dahil mayroon itong isang hydrophobic signal peptide matapos ang pag-alis ng kung saan ay magbubunga ng isang protina na humigit-kumulang 576 amino acid.

Ang protina na ito ay higit sa lahat ay matatagpuan sa endoplasmic reticulum at ang pangkalahatang istraktura nito ay nasa anyo ng isang homodimer, iyon ay, dalawang magkaparehong polypeptide chain na nauugnay upang mabuo ang aktibong protina.

COX-2

Ang gene na COX -2, sa kabilang banda, ay tumitimbang ng mga 8 kb at ang pagpapahayag nito ay sapilitan ng mga cytokine, mga kadahilanan ng paglago, at iba pang mga sangkap. Ito ang mga code para sa COX-2 enzyme na mayroon, kabilang ang signal peptide, 604 residue ng amino acid at 581 pagkatapos ng pagproseso.

Ang enzyme na ito ay homodimeric din at matatagpuan sa pagitan ng endoplasmic reticulum at ang nuclear envelope.

Molekular na istraktura ng cyclooxygenase type 2 (COX-2) (Pinagmulan: Cytochrome c sa Ingles Wikipedia sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Mula sa pagsusuri ng kanilang mga istraktura, napagpasyahan na ang mga enzim ng COX-1 at COX-2 ay nagtataglay sa kanilang N-terminal end at sa site na katabi ng signal peptide, isang natatanging "module" ng epidermal growth factor (EGF, ng English Epidermal Growth Factor).

Sa modyul na ito ay lubos na napagtibay ang mga bono o tulay, na gumaganap bilang isang "dimerization domain" sa pagitan ng dalawang polypeptides ng bawat homodimeric enzyme.

Ang mga protina ay mayroon ding mga amphipathic helice na nagpapadali sa pag-angkla sa isa sa mga layer ng lamad. Bilang karagdagan, ang catalytic domain ng pareho ay may dalawang aktibong site, ang isa ay may aktibidad na cyclooxygenase at ang iba pang may aktibidad na peroxidase.

Ang parehong mga enzyme ay lubos na napagtibay na mga protina, na may kaunting makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang mga species na may kinalaman sa dimerization at mga mekanismo na nagbubuklod ng lamad, pati na rin ang ilang mga katangian ng kanilang catalytic domain.

Ang mga protina ng COX bukod pa ay may mga glycosylation sites na mahalaga para sa kanilang pag-andar at ganap na natipid.

Reaksyon

Ang Cyclooxygenase enzymes 1 at 2 ay may pananagutan sa pag-catalyzing sa unang dalawang hakbang ng prostaglandin biosynthesis, na nagsisimula sa pagbabalik ng arachidonic acid sa mga prostaglandin precursors na kilala bilang hydroperoxy-endoperoxide PGG2.

Para sa mga enzymes na ito upang maisagawa ang kanilang mga pag-andar, dapat munang maisaaktibo sa pamamagitan ng isang proseso na nakasalalay sa kanilang aktibidad na peroxidase. Sa madaling salita, ang pangunahing aktibidad nito ay nakasalalay sa pagbawas ng isang peroxide substrate (mediated ng aktibong site peroxidase) upang ang oksihenasyon ng bakal na nauugnay sa pangkat ng heme na nagsisilbing isang cofactor ay nangyayari.

Ang oksihenasyon ng pangkat na heme ay nagiging sanhi ng pagbuo ng isang tyrosyl radical sa cyclooxygenase aktibong site, na nagpapa-aktibo sa enzyme at nagtataguyod ng pagsisimula ng reaksyon ng cyclooxygenase. Ang reaksyon ng pag-activate na ito ay maaari lamang mangyari nang isang beses, dahil ang tyrosyl radical ay nabagong muli sa panahon ng huling reaksyon sa daanan.

Mga Inhibitor

Ang mga cyclooxygenases ay kasangkot sa synthesis ng prostaglandins, na mga hormone na may mga function sa proteksyon ng bituka mucosa, sa pagsasama-sama ng mga platelet at sa regulasyon ng pagpapaandar ng bato, bilang karagdagan sa paglahok sa mga proseso ng pamamaga, sakit at lagnat

Ibinigay na ang mga enzyme na ito ay susi sa paggawa ng mga hormone na ito, lalo na sa mga may kinalaman sa mga nagpapaalab na proseso, maraming mga pag-aaral sa pharmacological ang nakatuon sa pagsugpo ng mga cyclooxygenases.

Molekular na istraktura ng cyclooxygenase 1 na nakasalalay sa ibuprofen (Pinagmulan: Fvasconcellos 5 Mayo 2007 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Sa gayon, ipinakita na ang mekanismo ng pagkilos ng maraming mga di-steroidal na anti-namumula na gamot ay may kinalaman sa hindi maibabalik o nababalik (inhibitory) na acetylation ng cyclooxygenase aktibong site sa mga enzim na ito.

Kasama sa mga gamot na ito ang piroxicam, ibuprofen, aspirin, flurbiprofen, diclofenac, naproxen, at iba pa.

Mga Sanggunian

1. Botting, RM (2006). Mga tagapagbalita ng mga cyclooxygenases: mga mekanismo, pagpili at paggamit. Journal ng pisyolohiya at parmasyutiko, 57, 113.
2. Chandrasekharan, NV, & Simmons, DL (2004). Ang mga cyclooxygenases. Biology ng genome, 5 (9), 241.
3. Fitzpatrick, FA (2004). Cyclooxygenase enzymes: regulasyon at pag-andar. Kasalukuyang disenyo ng parmasyutiko, 10 (6), 577-588.
4. Kundu, N., Smyth, MJ, Samsel, L., & Fulton, AM (2002). Ang mga inhibitor ng cyclooxygenase ay hinaharangan ang paglaki ng cell, dagdagan ang ceramide at pagbawalan ang siklo ng cell. Ang pananaliksik at paggamot sa kanser sa suso, 76 (1), 57-64.
5. Rouzer, CA, & Marnett, LJ (2009). Mga Cyclooxygenases: istruktura at pagganap na mga pananaw. Journal ng lipid research, 50 (Karagdagan), S29-S34.
6. Vane, JR, Bakhle, YS, & Botting, RM (1998). CYCLOOXYGENASES 1 AT 2. Taunang pagsusuri ng parmasyutiko at toxicology, 38 (1), 97-120.