Cyclooxygenases: פונקציה ומחלות

Cyclooxygenases הם אנזימים מעורב בייצור של פרוסטגלנדינים. אלה, בתורם, גורמים דלקת.

מהם cyclooxygenases?

Cyclooxygenases (COX) הם בין אנזימים. הם משתתפים במטבוליזם של ארכידון. שם הם מזרזים ייצור תרומבוקסנים ו פרוסטגלנדינים. ה- COX אנזימים מעורבים באופן מרכזי בהסדרה של דלקת. Cyclooxygenase היה ידוע לבני האדם מאז 1930. הייצור המטוהר הראשון של ציקלוקסידאזות התרחש בשנות ה -1970 של המאה של רקמות כבשים ורקמות בקר. החל משנת 1972 החלו גם ספקולציות האם קיים יותר מציקלוקסיאגנאז אחד. בשנות התשעים ניתן היה לרצף את מבני החלבון של cyclooxygenase-1990 ו- cyclooxygenase-1. שני האיזואנזימים נבדלים זה מזה בזכותם גֵן לוקוס. בנוסף הובהר המבנים שלהם, מה שאיפשר לייצר תרופות שמשפיעים על האנזימים.

פונקציה, פעולה ותפקידים

Cyclooxygenases מחולקים לשני תת סוגים. אלה הם cyclooxygenase-1 (COX-1) ו- cyclooxygenase-2 (COX-2). אלה שתי צורות שונות של האנזים. שֶׁלָהֶם חומצות אמינו זהים ב -68 אחוז. יתר על כן, ישנן עדויות לכך שקיים ציקלוקוקסינאז אחר, המכונה ציקלואוקסינאז -3. COX-1 ו- COX-2 ממלאים תפקיד חשוב ברפואה הטיפולית. Cyclooxygenase-1 הוא אנזים המתבטא באופן מכונן. זה גם מסנתז פרוסטגלנדינים במידה רבה יותר בתוך גוף בריא. כמויות גדולות יותר של COX-1 נמצאות בעיקר בכליות וב- בטן קִיר. COX-2 מתבטא במיוחד ברקמות מודלקות או פגועות. כאן מייצרים את הפרוסטגלנדינים. אלה או לשמור דלקת או אפילו להעצים את זה. ל- cyclooxygenases יש את הפונקציה לזרז את ההמרה של חומצה ארכידונית לפרוסטגלנדין-H2. זה נכון גם עבור חומצה איקוסאפנטאנואית (EPA) וחומצה דיהומוגמלינולנית (DGLA). התהליך מתרחש בשני שלבים, המתרחשים במרכזי התגובה של האנזים. שלב 1 מתבצע במרכז הקטליטי. זה מורכב מסגירת טבעת בין פַּחמָן אטומים C8 ו- C12. בנוסף, הכנסת שניים חמצן האטומים מתרחשים ב- C9 ו- C11. אלה יוצרים אז קשר קוולנטי זה עם זה, וכתוצאה מכך נוצר גשר פרוקסיד בפרוסטגלנדין-G2. הפרוסטגלנדין-G2 שנוצר יכול להתפזר מחוץ לערוץ. השלב השני מתרחש באמצעות זרז מרכז התגובה בפעילות פרוקסידאז. בתהליך זה נוצר פרוסטגלנדין H2 מהפרוסטגלנדין-G2. זה מספק סינתזה של פרוסטגלנדינים נוספים.

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

Cyclooxygenases נמצאים בחלק הפנימי של reticulum endoplasmic, בתוך המעטפה הגרעינית, ובמנגנון גולגי. בתהליך זה הם מתחברים לצדדים הפנימיים של קרומי תא התא. הם נמצאים גם בתאים של בעלי חיים. לעומת זאת, הם אינם נמצאים בחרקים, צמחים או אורגניזמים חד תאיים. עם זאת, אנזימים קשורים כגון חמצן המושרה על ידי פתוגן נמצאים באלה. נוכחותם של COX-1 מתרחשת בתאי האנדותל הנורמליים דם כליואילו COX-2 נמצא בתאי האנדותל של כלי דם מתרבים של רקמות מודלקות. בנוסף, COX-2 קיים לעיתים קרובות בתאי הגידול, שם הוא מתרבה. רופאים חושדים כי האנזים ממלא תפקיד בצמיחת הגידול. COX-2 מיוצר גם במידה מוגברת ב מוֹחַ בהקשר של דלקת. האנזים נמצא בתאי האנדותל של ההיפותלמוס כלי. בתהליך זה, ה חום- נוצר אינדוקציה של PGE2. לפעמים נוצר COX-2 גם בתאי עצב ותאי גליה. בתוך הכליות, cyclooxygenase-2 נמצא בעיקר macula densa. התוצאה היא ייצור מוגבר של פרוסטציקלין, שמתחיל את היווצרות האנזים רנין. COX-2 קיים תמיד ב- חוט השדרה. שם זה משמש לעיבוד כְּאֵב גירויים.

מחלות והפרעות

לקיקלוקסיגנזים תפקיד משמעותי במחלות, וזה נכון במיוחד לגבי ציקלוקוקסינאז -2. לפיכך, שעתוק מוגבר של COX-2 מתרחש במהלך תהליכים דלקתיים, ומה שמכונה מעכבי COX-2 מנוהלים לטיפול בתסמינים הנלווים, כגון כְּאֵב ו חוםאלה נוגדי דלקת תרופות השייכים לקבוצת התרופות האנטי-דלקתיות שאינן סטרואידים (NSAID). בניגוד לקלאסי נוגדי חום, המשפיעים על COX-1 וגם על COX-2, מעכבי COX-2 מתמקדים בחסימת cyclooxygenase-2. COX-2 מתגלה לעיתים קרובות בממאיר סרטן גידולים. פרוסטגלנדינים כמו PGE2, המיוצרים ברקמת הגידול, משפיעים ישירות על תאי הגידול ועל סטרומה של הגידול. מהסיבה הזו, סרטן המחקר תולה תקוות בהשפעה חיובית של מעכבי COX-2. מה שנכון במיוחד לסרטן מערכת העיכול. אלה תרופות לתקוף את סטרומה בלתי משתנה ואת תאי הגידול המשתנים מאוד. זה מקטין את הסבירות להתפתחות התנגדות. מה מתפקד cyclooxygenase-2 משחק מוֹחַ תאים טרם הובהרו. לכן, לשאלה האם שימוש ממושך במעכבי COX-2 משפיע פיזיולוגית על מוֹחַ נשאר גם ללא מענה. עם זאת, גירויים רבים מעוררים את הדור של COX-2 בתאי עצב, אסטרוציטים ומיקרוגלייה. אלה כוללים התקפי אפילפסיה, דלקת, היפוקסיה ורעלים בעלי השפעה מעוררת. עם זאת, ההשפעות של תהליך זה עדיין לא ברורות. יתר על כן, רופאים חושדים בהשפעה של cyclooxygenases על התפתחות אלצהיימר מַחֲלָה. מעכבי Cyclooxygenase הם בעיקר תרופות אנטי-ראומטיות, משככי כאבים, אנטי-פלוגיסטיקה ו נוגדי חום. אלו כוללים חומצה אצטילסליצילית ו איבופרופן, בין היתר.