Ciclooxigenasas

ciclooxigenasa-1

Estructura cristalográfica de la enzima en complejo con flurbiprofeno . [una]
Notación
simbolos COX-1, ( ing.  COX-1 )
gen entrez 5742
OMIM 176805
AP 1CQE
RefSeq NM_080591
UniProt P23219
Otros datos
Código KF 1.14.99.1
Lugar noveno cap. , 9q32 -q33.3
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Las ciclooxigenasas , COX ( del inglés  cyclooxygenase , COX ) son un grupo de enzimas implicadas en la síntesis de prostanoides , como prostaglandinas , prostaciclinas y tromboxanos . La inhibición farmacológica de las ciclooxigenasas reduce los síntomas de inflamación y dolor, ejemplos de tales inhibidores son la aspirina y el ibuprofeno . A veces, los términos "prostaglandina sintasa", "prostaglandina sintetasa" se utilizan para referirse a las ciclooxigenasas.

En un estudio detallado de COX, se encontró que estas enzimas se encuentran en varios tejidos, exhiben un espectro diferente de sensibilidad a los medicamentos similares a la aspirina, lo que permitió hacer una suposición sobre la existencia de isoformas enzimáticas. Se han descrito dos genes que codifican COX en humanos: COX-1 y COX-2. El empalme alternativo del primer producto génico genera dos formas de la enzima.

Función

Las ciclooxigenasas catalizan la conversión del ácido araquidónico en prostaglandina H2 (PGH 2 , el precursor de otras prostaglandinas, prostaciclina y tromboxano A2).

La enzima contiene dos sitios activos:

  1. Sitio de ciclooxigenasa que convierte el ácido araquidónico en prostaglandina G2 mediante la ciclación del ácido araquidónico lineal con la adición de moléculas de oxígeno;
  2. Hemo con actividad de peroxidasa que convierte la prostaglandina G2 en prostaglandina H2.

También está la enzima lipoxigenasa , que dirige la síntesis de ácido araquidónico a lo largo de la vía de los leucotrienos. La lipoxigenasa juega un papel importante en la génesis de los síntomas adversos observados con la inhibición de la ciclooxigenasa.

COX-1

La COX-1 es constitutiva , es decir, trabaja casi constantemente y realiza funciones fisiológicamente importantes. La COX-1 es inhibida por los AINE no selectivos y esto da lugar a muchos efectos secundarios: broncoespasmo , ulcerogénesis , dolor de oído, retención de agua en el cuerpo.

Los efectos secundarios anteriores se deben al hecho de que cuando se inhibe la ciclooxigenasa-1, hay, en primer lugar, un predominio vacío de leucotrienos y, en segundo lugar, un aumento en la síntesis de leucotrienos (los leucotrienos C4, D4, E4 son una sustancia que reacciona lentamente de anafilaxia, MRSA, causante de broncoespasmo; las prostaglandinas cumplen un papel protector en la mucosa gástrica, por lo tanto, una disminución en su síntesis da lugar a ulcerogénesis).

El predominio vacante de los leucotrienos se debe al hecho de que, en el contexto de una síntesis reducida de prostaglandinas, los leucotrienos se convierten en las sustancias predominantes. Un aumento en la síntesis de leucotrienos se debe al hecho de que cuando se bloquea la ciclooxigenasa, una cantidad sin cambios de ácido araquidónico se gasta casi por completo en la síntesis de leucotrienos (mientras que en [2] el ácido araquidónico se distribuye uniformemente entre la síntesis de prostaglandinas y leucotrienos).

La falta de prostaglandinas en el tejido renal, que se observa cuando se bloquea la COX-1, altera los mecanismos de autorregulación locales.

COX-2

La COX-2 es inducible , es decir, comienza a funcionar en determinadas situaciones, por ejemplo, durante la inflamación. La COX-2 se expresa en macrófagos , sinoviocitos, fibroblastos, músculo liso vascular, condrocitos y células endoteliales después de ser inducida por citocinas o factores de crecimiento. Probablemente, las prostaglandinas formadas bajo la acción de la COX-2 pueden aumentar directa o indirectamente la producción de la propia enzima a través de un mecanismo de retroalimentación positiva. Se ha encontrado una asociación similar en la retina en un modelo de rata de inflamación inducida por concanavalina [3] .

La inhibición de la COX-2 se considera uno de los principales mecanismos de la actividad antiinflamatoria de los AINE , ya que la inhibición selectiva de esta ciclooxigenasa puede minimizar muchos de los efectos secundarios observados con la inhibición de la ciclooxigenasa 1.

COX 1 y COX 2 tienen casi el mismo peso molecular: 70 y 72 kDa, respectivamente, las secuencias de aminoácidos coinciden en casi un 65 % y los sitios catalíticos también son casi completamente idénticos. Una diferencia importante desde un punto de vista farmacológico es que la COX 1 en la posición 523 contiene un aminoácido más hidrófobo: la isoleucina (la COX 2 en una posición similar contiene valina ).

COX-3

Al igual que otras enzimas del grupo COX, la COX-3 también participa en la síntesis de prostaglandinas y juega un papel en el desarrollo del dolor y la fiebre, pero a diferencia de la COX-1 y la COX-2, la COX-3 no participa en el desarrollo. de inflamación La actividad de la COX-3 es inhibida por el paracetamol , que tiene poco efecto sobre la COX-1 y la COX-2. [cuatro]

Es cierto que vale la pena señalar que se encontró COX-3 en los tejidos de animales de experimentación, y la existencia de esta isoforma de COX en el cuerpo humano requiere pruebas, así como más estudios y pruebas del mecanismo de acción del paracetamol asociado con la inhibición. de COX-3 .

Algunos autores refieren COX-3 a COX-1, llamándola COX-1b o una variante de COX-1 - COX-1v. [5]

Inhibidores

Los inhibidores de la ciclooxigenasa de molécula pequeña se utilizan ampliamente como fármacos antiinflamatorios .

También se han encontrado inhibidores naturales: el hongo culinario Curly Grifola (Maitaca) es capaz de inhibir parcialmente la función de la enzima. [6] [7] Algunos autores creen que los flavonoides , en particular la dihidroquercetina , tienen esta capacidad. [ocho]

Notas

  1. AP 1CQE ; Picot D., Loll PJ, Garavito RM La estructura cristalina de rayos X de la proteína de membrana prostaglandina H2 sintasa-1  //  Nature: journal. - 1994. - enero ( vol. 367 , no. 6460 ). - pág. 243-249 . -doi : 10.1038/ 367243a0 . — PMID 8121489 .
  2. Taurina . Enciclopedia de Medicamentos y Productos Farmacéuticos . Patente de radar. — Instrucción, aplicación y fórmula.
  3. Dementieva A.A., Kibitov A.A., Erdyakov A.K., Balatsky A.V., Gavrilova S.A. Influencia de la inhibición de la cascada metabólica del ácido araquidónico en el perfil de expresión posterior de ciclooxigenasas y prostaglandina sintasas en el ojo de rata en un modelo de inflamación con canavalina . Tecnologías de los sistemas vivos. Recuperado: 7 febrero 2017.
  4. NV Chandrasekharan, Hu Dai, K. Lamar Turepu Roos, Nathan K. Evanson, Joshua Tomsik, Terry S. Elton y Daniel L. Simmons. COX-3, una variante de ciclooxigenasa-1 inhibida  por paracetamol y otros analgésicos/antipiréticos: Clonación, estructura y expresión // Proc Natl Acad Sci. - EE.UU., 2002. - T. 99 , No. 21 . - S. 13926-13931 .
  5. Chandrasekharan NV, Dai H., Roos KL, Evanson NK, Tomsik J., Elton TS, Simmons DL COX-3, una variante de ciclooxigenasa-1 inhibida por paracetamol y otros analgésicos/antipiréticos: clonación, estructura y  expresión.)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 2002. - Octubre ( vol. 99 , no. 21 ). - Pág. 13926-13931 . -doi : 10.1073/ pnas.162468699 . — PMID 12242329 .
  6. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Compuestos antioxidantes e inhibidores de la ciclooxigenasa del micelio del hongo comestible Grifola frondosa  // J. Agric  . química alimentaria : diario. - 2002. - Diciembre ( vol. 50 , no. 26 ). - Pág. 7581-7585 . -doi : 10.1021/ jf0257648 . —PMID 12475274 .
  7. Zhang Y., Mills GL, Nair MG Compuestos inhibidores y antioxidantes de la ciclooxigenasa del cuerpo fructífero de un hongo comestible, Agrocybe aegerita  (inglés)  // Phytomedicine: journal. - 2003. - vol. 10 , núm. 5 . - P. 386-390 . -doi : 10.1078/ 0944-7113-00272 . —PMID 12834003 .
  8. O'Leary KA, de Pascual-Tereasa S., Needs PW, Bao YP, O'Brien NM, Williamson G. Effect of flavonoids and vitamin E on cyclooxygenase-2 (COX-2)  transcription  // Mutation Research : diario. - Elsevier , 2004. - Julio ( vol. 551 , no. 1-2 ). - Pág. 245-254 . -doi : 10.1016/ j.mrfmmm.2004.01.015 . —PMID 15225597 .

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