إنزيم سيكلوأكسيجيناز
إنزيم سيكلوأكسيجيناز ( COX )، المعروف رسميًا باسم سينثاز بروستاجلاندين-إندوكسيد ( PTGS )، هو إنزيم (وتحديدًا عائلة من الإنزيمات المتماثلة ، EC 1.14.99.1 ) مسؤول عن التخليق الحيوي للبروستاجلاندينات ، بما في ذلك الثرومبوكسان والبروستاجلاندينات مثل البروستاسيكلين ، من حمض الأراكيدونيك . وهو عضو في عائلة بيروكسيداز الهيم من النوع الحيواني ، ويُعرف أيضًا باسم سينثاز بروستاجلاندين G/H . التفاعل المحدد الذي يحفزه هو تحويل حمض الأراكيدونيك إلى بروستاجلاندين H2 عبر وسيط قصير العمر هو بروستاجلاندين G2 . [ 3 ] [ 4 ]
يمكن أن يُخفف التثبيط الدوائي لإنزيم COX من أعراض الالتهاب والألم . [ 3 ] تُمارس مضادات الالتهاب غير الستيرويدية (NSAIDs)، مثل الأسبرين والإيبوبروفين ، تأثيرها من خلال تثبيط إنزيم COX. وتُسمى تلك التي تستهدف إنزيم COX-2 تحديدًا بمثبطات COX-2 . يُعد المستقلب النشط ( AM404 ) للباراسيتامول مثبطًا لإنزيم COX، وهو ما يُعزى إليه جزء من تأثيره العلاجي أو كله. [ 5 ]
في الطب، يُستخدم الرمز الجذري "COX" أكثر من "PTGS". في علم الوراثة ، يُستخدم "PTGS" رسميًا لهذه العائلة من الجينات والبروتينات لأن الرمز الجذري "COX" كان مُستخدمًا بالفعل لعائلة سيتوكروم سي أوكسيداز ، ولكن في الأدبيات الطبية، لا يزال يُشار إلى الإنزيمين البشريين المتماثلين، PTGS1 و PTGS2 ، بشكل متكرر باسم COX-1 وCOX-2. أما أسماء "بروستاجلاندين سينثاز (PHS)" و"بروستاجلاندين سينثيتاز (PHS)" و"بروستاجلاندين-إندوكسيد سينثيتاز (PES)" فهي مصطلحات قديمة لا تزال تُستخدم أحيانًا للإشارة إلى COX.
علم الأحياء
من الناحية البيولوجية الجزيئية، يتشابه إنزيمَا COX-1 وCOX-2 في الوزن الجزيئي، حيث يبلغ وزنهما الجزيئي حوالي 70 و72 كيلو دالتون على التوالي، ويشتركان في 65% من تسلسل الأحماض الأمينية، ويمتلكان مواقع تحفيزية متطابقة تقريبًا. يحتوي كلا البروتينين على ثلاثة نطاقات: نطاق طرفي N يشبه نطاق عامل نمو البشرة (EGF) ، ومرساة غشائية صغيرة رباعية الحلزون، ونطاق تحفيزي أساسي لبيروكسيداز الهيم. يشكل كلا البروتينين ثنائيات. [ 6 ] تعمل المرساة الغشائية على تثبيت البروتينات في الشبكة الإندوبلازمية وغشاء الميكروسوم . [ 7 ]
علم الأدوية
يُعدّ إنزيم COX هدفًا شائعًا للأدوية المضادة للالتهابات. ويكمن الاختلاف الأهم بين الإنزيمين المتماثلين، والذي يسمح بالتثبيط الانتقائي، في استبدال الإيزولوسين في الموضع 523 في COX-1 بالفالين في COX-2. يسمح وجود الفالين الأصغر حجمًا في الموضع 523 في COX-2 بالوصول إلى جيب جانبي كاره للماء في الإنزيم (والذي يعيقه الإيزولوسين في الموضع 523 فراغيًا). ترتبط جزيئات الأدوية، مثل DuP-697 ومشتقات الكوكسيب منه، بهذا الموقع البديل، وتُعتبر مثبطات انتقائية لـ COX-2. [ 2 ]
مضادات الالتهاب غير الستيرويدية التقليدية
تُعد الأدوية المضادة للالتهابات غير الستيرويدية من أهم مثبطات إنزيم COX .
مثبطات إنزيم COX التقليدية غير انتقائية، إذ تثبط جميع أنواع هذا الإنزيم. ويؤدي تثبيط تخليق البروستاجلاندين والثرومبوكسان الناتج إلى تقليل الالتهاب، بالإضافة إلى تأثيرات خافضة للحرارة، ومضادة للتخثر، ومسكنة للألم. يُعد تهيج الغشاء المخاطي للمعدة أكثر الآثار الجانبية شيوعًا لمضادات الالتهاب غير الستيرويدية ، نظرًا لأن البروستاجلاندينات عادةً ما تؤدي دورًا وقائيًا في الجهاز الهضمي. كما أن بعض مضادات الالتهاب غير الستيرويدية حمضية، مما قد يُسبب ضررًا إضافيًا للجهاز الهضمي.
مضادات الالتهاب غير الستيرويدية الأحدث
تُعدّ الانتقائية لإنزيم COX-2 السمة الرئيسية لسيليكوكسيب وإيتوريكوكسيب ، وغيرهما من الأدوية المنتمية لهذه الفئة. ولأن إنزيم COX-2 يرتبط بشكل أساسي بالأنسجة الملتهبة، فإن مثبطات COX-2 الانتقائية تتجنب تهيج إنزيمات COX-1 في بطانة المعدة، مما يقلل من خطر الإصابة بقرحة المعدة. مع ذلك، تُقلل مثبطات COX-2 الانتقائية من البروستاسيكلين، وهو مثبط للصفائح الدموية، مما يسمح لإنزيمات COX-1 بإنتاج كميات زائدة من دهون الثرومبوكسان . وبالتالي، تزيد مثبطات COX-2 الانتقائية من خطر تجلط الدم، مما قد يؤدي إلى الفشل الكلوي ، والنوبة القلبية ، والجلطات الدموية ، والسكتة الدماغية . [ 8 ] وقد سُحب دواء روفيكوكسيب (الاسم التجاري فيوكس) من الأسواق عام 2004 بسبب هذه المخاوف. ولا تزال بعض مضادات الالتهاب غير الستيرويدية الانتقائية الأخرى لإنزيم COX-2، مثل سيليكوكسيب وإيتوريكوكسيب، متوفرة في الأسواق. [ 9 ]
تثبيط إنزيم COX الطبيعي
قد تتمكن الفطريات المستخدمة في الطهي، مثل فطر المايتاكي ، من تثبيط إنزيمي COX-1 و COX-2 جزئياً. [ 10 ] [ 11 ]
وقد تبين أن مجموعة متنوعة من الفلافونويدات تثبط إنزيم COX-2. [ 12 ]
توفر زيوت السمك أحماضاً دهنية بديلة لحمض الأراكيدونيك. ويمكن تحويل هذه الأحماض إلى بعض البروستاسيكلينات المضادة للالتهابات بواسطة إنزيم COX بدلاً من البروستاجلاندينات المحفزة للالتهابات . [ 13 ]
لقد ثبت أن الهايبرفورين يثبط إنزيم COX-1 (وليس COX-2) بقيمة IC50 أقل بمقدار 3 إلى 18 مرة مقارنة بالأسبرين، وهو نطاق قد يكون ذا صلة بالجرعات النموذجية. [ 14 ]
يثبط الكالسيتريول ( فيتامين د ) بشكل كبير التعبير عن جين COX-2. [ 15 ]
ينبغي توخي الحذر عند الجمع بين جرعات منخفضة من الأسبرين ومثبطات إنزيم COX-2 نظرًا لاحتمالية زيادة الضرر الذي يلحق بالغشاء المخاطي للمعدة. يزداد نشاط إنزيم COX-2 عند تثبيط إنزيم COX-1 بواسطة الأسبرين، وهو ما يُعتقد أنه مهم في تعزيز آليات الدفاع المخاطي وتقليل التآكل الناتج عن الأسبرين. [ 16 ]
الآثار الجانبية القلبية الوعائية لمثبطات إنزيم COX
وُجد أن مثبطات إنزيم COX-2 تزيد من خطر الإصابة بتصلب الشرايين الخثاري حتى مع الاستخدام قصير الأمد. أظهر تحليل أُجري عام 2006 لـ 139 تجربة عشوائية شملت ما يقرب من 150,000 مشارك [ 17 ] أن مثبطات إنزيم COX-2 الانتقائية ترتبط بزيادة معتدلة في خطر الإصابة بأمراض الأوعية الدموية، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة خطر الإصابة باحتشاء عضلة القلب بمقدار الضعف، كما أن الجرعات العالية من بعض مضادات الالتهاب غير الستيرويدية التقليدية (مثل ديكلوفيناك وإيبوبروفين ، ولكن ليس نابروكسين ) ترتبط بزيادة مماثلة في خطر الإصابة بأمراض الأوعية الدموية.
ومع ذلك، فقد تم دحض هذه الأدلة من خلال تجربة PRECISION لعام 2016 (التقييم العشوائي المستقبلي للسلامة المتكاملة لسيليكوكسيب مقابل إيبوبروفين أو نابروكسين) [ 18 ] التي شملت 24081 مشاركًا، والتي تُظهر انخفاضًا في معدل الوفيات القلبية الوعائية (بما في ذلك الوفاة النزفية)، أو احتشاء عضلة القلب غير المميت، أو السكتة الدماغية غير المميتة لسيليكوكسيب مقارنة بكل من نابروكسين وإيبوبروفين.
تم اقتراح زيوت السمك (مثل زيت كبد الحوت ) كبديل معقول لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي وغيره من الحالات، وذلك لأنها توفر مخاطر أقل على القلب والأوعية الدموية مقارنة بالعلاجات الأخرى بما في ذلك مضادات الالتهاب غير الستيرويدية. [ 13 ]
تأثيرات إنزيم COX على الجهاز المناعي
لقد ثبت أن تثبيط COX-2 باستخدام سيليكوكسيب يقلل من التعبير عن TGFβ المثبط للمناعة في الخلايا الكبدية مما يخفف من EMT في سرطان الخلايا الكبدية البشرية [ 19 ].
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ PDB : 1CQE ؛بيكو د، لول بي جيه، غارافيتو آر إم (يناير 1994). "البنية البلورية بالأشعة السينية لبروتين الغشاء سينثاز البروستاغلاندين H2-1". نيتشر . 367 ( 6460): 243-249 . Bibcode : 1994Natur.367..243P . doi : 10.1038/367243a0 . PMID 8121489. S2CID 4340064 .
- 1 2 PDB : 6COX ;Kurumbail RG, Stevens AM, Gierse JK, McDonald JJ, Stegeman RA, Pak JY, Gildehaus D, Miyashiro JM, Penning TD, Seibert K, Isakson PC, Stallings WC (1996). "الأساس البنيوي للتثبيط الانتقائي لإنزيم سيكلوأكسيجيناز-2 بواسطة العوامل المضادة للالتهابات". Nature . 384 ( 6610): 644–8 . Bibcode : 1996Natur.384..644K . doi : 10.1038/384644a0 . PMID 8967954. S2CID 4326310 .
- 1 2 ليتاليان سي، بوليو بي (2011). "الفصل 117 - الآليات الجزيئية لتأثيرات الأدوية: من المستقبلات إلى المؤثرات". في فورمان بي بي، زيمرمان جيه جيه (محرران). العناية المركزة للأطفال ( الطبعة الرابعة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: إلسيفير سوندرز. الصفحات 1553-1568 . doi : 10.1016/B978-0-323-07307-3.10117-X . ISBN 978-0-323-07307-3
حمض الأراكيدونيك هو أحد مكونات الفوسفوليبيدات الغشائية التي تُفرز إما في خطوة واحدة، بعد عمل إنزيم فوسفوليباز A2 (PLA2)، أو في خطوتين، بعد عمل إنزيم فوسفوليباز C وإنزيم ليباز ثنائي أسيل جليسرول (DAG). ثم يُستقلب حمض الأراكيدونيك بواسطة إنزيم سيكلوأكسيجيناز (COX) وإنزيم 5-ليب أوكسيجيناز، مما يؤدي إلى تخليق البروستاجلاندينات والليكوترينات، على التوالي. تلعب هذه الرسل الخلوية دورًا هامًا في تنظيم نقل الإشارات المتورطة في الألم والاستجابات الالتهابية
. - ↑ ليو جيه، سيبولد إس إيه، ريكي سي جيه، سونغ آي، كوكير آر آي، سميث دبليو إل (يونيو 2007). "إنزيمات بروستاجلاندين إندوكسيد إتش سينثاز: خصوصية بيروكسيد الهيدروجين البيروكسيدازي وتنشيط سيكلوأكسيجيناز" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (25): 18233-44 . doi : 10.1074/jbc.M701235200 . PMID 17462992 .
- ↑ هوغستات إي دي، جونسون بي إيه، إرموند إيه، أندرسون دي إيه، بيورك إتش، ألكسندر جيه بي، كرافات بي إف، باسبروم إيه آي، زيغمونت بي إم (سبتمبر 2005). "تحويل الأسيتامينوفين إلى N-أسيل فينولامين AM404 النشط بيولوجيًا عبر اقتران حمض الأراكيدونيك المعتمد على هيدرولاز أميد الأحماض الدهنية في الجهاز العصبي" ( ملف PDF) . مجلة الكيمياء البيولوجية . 280 (36): 31405-12 . doi : 10.1074/jbc.M501489200 . PMID 15987694. S2CID 10837155 .
- ↑ نينا م، بيرنيش س، رو ب (2000). "تثبيت بروتين غشائي أحادي الموضع: ارتباط إنزيم بروستاجلاندين H2 سينثاز-1 بسطح طبقة ثنائية من الفوسفوليبيدات". المجلة الأوروبية للفيزياء الحيوية . 29 (6): 439-54 . doi : 10.1007/PL00006649 . PMID 11081405. S2CID 6317524 .
- ↑ P23219 ، P35354 . UniProt
- ↑ كومار، ف.، عباس، أ.ك.، وأستر، ج.س. (2017). علم الأمراض الأساسي لروبنز (الطبعة العاشرة). إلسيفير - قسم العلوم الصحية.
- ↑ أبرامسون ج (2022). مُقزز: كيف دمرت شركات الأدوية الكبرى نظام الرعاية الصحية الأمريكي وكيف يُمكننا إصلاحه . هاربر كولينز . ص 9-11 . ISBN 9781328957818.
- ↑ تشانغ واي، ميلز جي إل، ناير إم جي (ديسمبر 2002). "مركبات مثبطة لإنزيم سيكلوأكسيجيناز ومضادة للأكسدة من فطر غريفولا فروندوزا الصالح للأكل". مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية . 50 (26): 7581-5 . Bibcode : 2002JAFC...50.7581Z . doi : 10.1021/jf0257648 . PMID 12475274 .
- ↑ تشانغ واي، ميلز جي إل، ناير إم جي (2003). "مركبات مثبطة لإنزيم سيكلوأكسيجيناز ومضادة للأكسدة من الجسم الثمري لفطر صالح للأكل، أغروسايب إيغريتا". طب النبات . 10 (5): 386-390 . doi : 10.1078/0944-7113-00272 . PMID 12834003 .
- ↑ أوليري كيه إيه، دي باسكوال-تيريزا إس، دي باسكوال-تيريزا إس، نيدز بي دبليو، باو واي بي، أوبراين إن إم، ويليامسون جي (يوليو 2004). "تأثير الفلافونويدات وفيتامين هـ على نسخ إنزيم سيكلوأكسيجيناز-2 (COX-2)". بحوث الطفرات . 551 ( 1-2 ): 245-254 . Bibcode : 2004MRFMM.551..245O . doi : 10.1016/j.mrfmmm.2004.01.015 . PMID 15225597 .
- 1 2 كليلاند إل جي، جيمس إم جي، براودمان إس إم (2006). " زيت السمك: ما يحتاج الطبيب المعالج إلى معرفته" . أبحاث وعلاج التهاب المفاصل . 8 (1): 202. doi : 10.1186/ar1876 . PMC 1526555. PMID 16542466 .
- ↑ ألبرت د، زوندورف إ، دينجرمان ت، مولر و.إ، شتاينهيلبر د، فيرز أ (ديسمبر 2002). "هايبرفورين مثبط مزدوج لإنزيمي سيكلوأكسيجيناز-1 و5-ليب أوكسيجيناز". علم الأدوية الكيميائية الحيوية . 64 (12): 1767-1775 . doi : 10.1016/s0006-2952(02)01387-4 . PMID 12445866 .
- ↑ مورينو ج، كريشنان أ.ف، بيل د.م، فيلدمان د (يوليو-أغسطس 2006). "آليات تثبيط نمو خلايا سرطان البروستاتا بوساطة فيتامين د: تثبيط مسار البروستاجلاندين" . أبحاث مضادات السرطان . 26 (4أ): 2525-30 . PMID 16886660. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2017. تم الاسترجاع في 12 مارس 2013 .
- ↑ والاس، جيه إل (أكتوبر 2008). "البروستاجلاندينات، ومضادات الالتهاب غير الستيرويدية، وحماية الغشاء المخاطي للمعدة: لماذا لا تهضم المعدة نفسها؟". المراجعات الفسيولوجية . 88 (4): 1547-1565 . doi : 10.1152/physrev.00004.2008 . ISSN 0031-9333 . PMID 18923189 .
- ↑ كيرني، بي. إم.، بايجنت، سي.، جودوين، ج.، هولز، إتش.، إمبيرسون، جيه. آر.، باترونو، سي. (يونيو 2006). " هل تزيد مثبطات إنزيم سيكلوأوكسيجيناز-2 الانتقائية ومضادات الالتهاب غير الستيرويدية التقليدية من خطر الإصابة بتصلب الشرايين الخثاري؟ تحليل تجميعي للتجارب العشوائية" . المجلة الطبية البريطانية . 332 (7553): 1302-1308 . doi : 10.1136/bmj.332.7553.1302 . PMC 1473048. PMID 16740558 .
- ↑ نيسن إس إي، يومانز إن دي، سولومون دي إتش، لوشر تي إف، ليبي بي، حسني إم إي، غراهام دي واي، بورر جيه إس، ويسنيوسكي إل إم، وولسكي كي إي، تشيوكينغ دبليو، مينون في، روشيتزكا إف، غافني إم، بيكرمان بي، بيرغر إم إف، ويهانغ بي، لينكوف إيه إم (ديسمبر 2016). "السلامة القلبية الوعائية لسيليكوكسيب، نابروكسين، أو إيبوبروفين لعلاج التهاب المفاصل". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 375 (26): 2519-2529 . doi : 10.1056/NEJMoa1611593 . PMID 27959716 .
- ↑ أوجونوبي، أو. أو.، وانغ، ت.، تشانغ، ل.، ليو، س. (مارس 2012). " إنزيم سيكلوأكسيجيناز-2 وبروتين Akt يساهمان في التحول الظهاري-اللحمي المُحفز بواسطة عوامل نمو متعددة في سرطان الخلايا الكبدية البشري" . مجلة أمراض الجهاز الهضمي والكبد . 27 (3): 566-578 . doi : 10.1111/j.1440-1746.2011.06980.x . PMC 3288221. PMID 22097969 .
روابط خارجية
- بروتين سيكلوأكسيجيناز
- إنزيم سيكلوأكسيجيناز في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
- صفحة GONUTS: سيكلوأكسيجيناز
- إنزيم سيكلوأكسيجيناز: بروتوبيديا، الحياة ثلاثية الأبعاد
- مناقشة الآلية الإنزيمية، بما في ذلك النماذج ثلاثية الأبعاد التفاعلية
- الجينات الموجودة على الكروموسوم البشري 9
- الجينات الموجودة على الكروموسوم البشري 1
- البروستاجلاندينات
- EC 1.14.99
- البروتينات الغشائية المتكاملة
