Cyklooxygenázy sú enzýmy podieľa sa na výrobe prostaglandíny. Tie zase spôsobujú zápal.
Čo sú cyklooxygenázy?
Cyklooxygenázy (COX) patria medzi enzýmy. Podieľajú sa na metabolizme arachidónu. Tam katalyzujú produkciu tromboxánov a prostaglandíny. COX enzýmy sú centrálne zapojené do regulácie zápal. Cyklooxygenázu poznajú ľudia od 1930. rokov 1970. storočia. K prvej purifikovanej produkcii cyklooxidáz došlo v 1972. rokoch z homogenátov tkanív oviec a hovädzieho dobytka. Od roku 1990 sa začalo špekulovať aj o tom, či existuje viac ako jedna cyklooxygenáza. V 1. rokoch sa dali sekvenovať proteínové štruktúry cyklooxygenázy-2 a cyklooxygenázy-XNUMX. Tieto dva izoenzýmy sa navzájom líšia gen miesto. Okrem toho boli objasnené ich štruktúry, ktoré umožňovali výrobu drogy ktoré ovplyvňujú enzýmy.
Funkcia, činnosť a roly
Cyklooxygenázy sú rozdelené do dvoch podtypov. Sú to cyklooxygenáza-1 (COX-1) a cyklooxygenáza-2 (COX-2). Toto sú dve rôzne formy enzýmu. Ich aminokyseliny sú 68 percent identické. Ďalej existujú dôkazy o tom, že existuje ďalšia cyklooxygenáza, známa ako cyklooxygenáza-3. COX-1 a COX-2 hrajú dôležitú úlohu v terapeutickej medicíne. Cyklooxygenáza-1 je enzým, ktorý je konštitutívne exprimovaný. Tiež syntetizuje prostaglandíny vo väčšej miere v rámci zdravého tela. Väčšie množstvo COX-1 sa primárne nachádza v obličkách a žalúdok stena. COX-2 je exprimovaný najmä v tkanivách, ktoré sú zapálené alebo poškodené. Tu sa produkujú prostaglandíny. Tieto buď udržiavajú zápal alebo ho dokonca zintenzívniť. Cyklooxygenázy majú funkciu katalyzovania premeny kyseliny arachidónovej na prostaglandín-H2. To platí aj pre kyselina eikosapentaenová (EPA) a kyseline dihomogammalinolénovej (DGLA). Proces prebieha v dvoch krokoch, ktoré prebiehajú v reakčných centrách enzýmu. Krok 1 sa uskutočňuje v katalytickom centre. Skladá sa z krúžkového uzáveru medzi uhlík atómy C8 a C12. Okrem toho vloženie dvoch kyslík atómy sa vyskytujú na C9 a C11. Tieto potom navzájom vytvárajú kovalentnú väzbu, čo vedie k tvorbe peroxidového mostíka v prostaglandíne-G2. Vytvorený prostaglandín-G2 môže difundovať z kanála. Druhý krok sa uskutoční katalyzáciou reakčného centra aktivitou peroxidázy. V tomto procese sa prostaglandín-H2 vytvára z prostaglandínu-G2. To zaisťuje syntézu ďalších prostaglandínov.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Cyklooxygenázy sa nachádzajú vo vnútornej časti endoplazmatického retikula, vo vnútri jadrového obalu a v Golgiho aparáte. V tomto procese sa pripájajú k vnútorným stranám membrán bunkových kompartmentov. Sú tiež prítomné v bunkách zvierat. Naproti tomu sa nenachádzajú v hmyze, rastlinách alebo jednobunkových organizmoch. Avšak v nich sa nachádzajú príbuzné enzýmy, ako sú napríklad patogénom indukovateľné oxygenázy. Prítomnosť COX-1 sa vyskytuje v normálnych endotelových bunkách krv plavidlázatiaľ čo COX-2 sa nachádza v endotelových bunkách proliferujúcich krvných ciev zapálených tkanív. Okrem toho je COX-2 často prítomný v nádorových bunkách, kde proliferuje. Lekári majú podozrenie, že enzým zohráva úlohu pri raste nádoru. COX-2 sa vo zvýšenej miere vyrába aj v mozog v súvislosti so zápalom. Enzým sa nachádza v endotelových bunkách hypotalamus plavidlá. V tomto procese horúčka- vzniká PGE2. Niekedy sa COX-2 vytvára aj v neurónoch a gliových bunkách. V obličkách sa cyklooxygenáza-2 primárne nachádza v makula densa. To má za následok zvýšenú produkciu prostacyklínu, ktorá naštartuje tvorbu enzýmu renín. COX-2 je vždy prítomný v miecha. Tam slúži na spracovanie bolesť podnety.
Choroby a poruchy
Cyklooxygenázy hrajú pri chorobe významnú úlohu, a to platí najmä pre cyklooxygenázu-2. Počas zápalových procesov teda dochádza k zvýšenej transkripcii COX-2 a na liečbu súvisiacich príznakov sa podávajú takzvané COX-2 inhibítory, ako napr. bolesť a horúčka.To sú protizápalové drogy ktoré patria do skupiny nesteroidných protizápalových liekov (NSAID). Na rozdiel od klasických antipyretiká, ktoré ovplyvňujú COX-1 aj COX-2, sa inhibítory COX-2 zameriavajú na blokovanie cyklooxygenázy-2. COX-2 je často detekovaný u malígnych rakovina nádory. Prostaglandíny, ako je PGE2, ktoré sa produkujú v nádorovom tkanive, priamo ovplyvňujú nádorové bunky a nádorovú strómu. Pre tento dôvod, rakovina výskum dáva nádej na pozitívny účinok inhibítorov COX-2. čo platí najmä pre rakoviny gastrointestinálneho traktu. Títo drogy napádajú nemennú strómu aj vysoko variabilné bunky nádoru. To znižuje pravdepodobnosť vzniku rezistencie. Aké funkcie hrá cyklooxygenáza-2 mozog buniek ešte nebol objasnený. Preto otázka, či má dlhodobé užívanie inhibítorov COX-2 fyziologický účinok na mozog tiež zostala nezodpovedaná. Početné stimuly však vyvolávajú tvorbu COX-2 v neurónoch, astrocytoch a mikrogliách. Patria sem epileptické záchvaty, zápaly, hypoxia a toxíny, ktoré majú excitačný účinok. Účinky tohto procesu sú však stále nejasné. Ďalej majú lekári podozrenie na vplyv cyklooxygenáz na vývoj Alzheimerova choroba choroba. Inhibítory cyklooxygenázy sú predovšetkým antireumatické lieky, analgetiká, antiflogistiká a antipyretiká, Tie obsahujú kyselina acetylsalicylová a ibuprofen, Medzi ostatnými.
