COX-3
COX-3 jest enzymem kodowanym przez gen PTGS1 ( COX1 ) , ale nie działa u ludzi. COX-3 jest trzecim i ostatnio odkrytym izozymem cyklooksygenazy (COX3050) , pozostałe COX-1 i COX-2 . Izozym COX-3 jest kodowany przez ten sam gen co COX-1, z tą różnicą, że COX-3 zachowuje intron, który nie jest zatrzymywany w COX-1.
Wiadomo, że pozostałe dwa izozymy cyklooksygenazy przekształcają kwas dihomo-γ-linolenowy i kwas arachidonowy w prostaglandyny i są celem niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NLPZ).
Transkrypcja
COX-3 jest transkrybowany z genu PTGS1 ( COX1 ), ale powstały mRNA jest składany inaczej. U psów powstałe białko przypomina pozostałe dwa enzymy COX , ale u myszy i ludzi nie, ze względu na mechanizm przesunięcia ramki odczytu . Mechanizm ten wynika z faktu, że złożony intron ma u psów 93 zasady, co skutkuje utratą 93:3 = 31 aminokwasów w sekwencji COX-3, co najwyraźniej nie upośledza jego funkcjonalności. U ludzi intron ma długość 94 zasad, co prowadzi do powstania białka o zupełnie innej sekwencji aminokwasowej niż COX-1 lub COX-2. Ekspresjonowane białko nie wykazuje aktywności COX i jest mało prawdopodobne, aby odgrywało rolę w reakcjach fizjologicznych, w których pośredniczy prostaglandyna. [ potrzebne źródło ]
Odkrycie
Oryginalny model COX-1/COX-2 nie wyjaśniał w pełni odpowiedzi immunologicznej gorączki i stanu zapalnego . Chociaż inhibitory COX-2 są tak samo aktywne jak tradycyjne NLPZ w modelach zapalnych, nadal istniały pewne niewyjaśnione kwestie. Na przykład powszechne stosowanie nowszej generacji związków selektywnych względem COX-2 wykazało, że COX-2 pełni również inne funkcje fizjologiczne, np. w utrzymaniu równowagi płynów przez nerki . Ponadto model COX-1/COX-2 nie wyjaśnił właściwości paracetamolu (acetaminofenu): chociaż jego działanie przeciwgorączkowe (obniżające gorączkę) i przeciwbólowe (uśmierzające ból) można wytłumaczyć hamowaniem COX-2, nie jest to przeciwzapalny. Grupa Daniela L. Simmonsa zasugerowała, że dzieje się tak z powodu obecności wariantu COX-1, który nazwali COX-3, który byłby szczególnie wrażliwy na paracetamol i związki pokrewne. Gdyby ten enzym był szczególnie eksprymowany w mózgu, mogłoby to wyjaśnić obie cechy paracetamolu, który od pewnego czasu uważany jest za środek przeciwgorączkowy o działaniu ośrodkowym .
COX-3 został faktycznie odkryty w 2002 roku i stwierdzono, że jest selektywnie hamowany przez paracetamol, fenacetynę , antypirynę , dipyron i niektóre NLPZ w badaniach na gryzoniach . Acetaminofen jest uważany za łagodny środek przeciwbólowy i przeciwgorączkowy, odpowiedni w najlepszym razie do łagodnego do umiarkowanego bólu. Jego miejsce działania zostało niedawno zidentyfikowane jako izoenzym COX-3, wariant enzymu COX-1 (Chandrasekharan i in., 2002; Schwab i in., 2003; Ayoub i in., 2004). To odkrycie stwarza możliwość opracowania silniejszych i selektywnych leków ukierunkowanych na to miejsce.
Szereg argumentów przeciwko hipotezie COX-3: selektywne inhibitory COX-2 słabo reagują z miejscem enzymatycznym COX-3, ponieważ miejsce to jest identyczne jak w COX-1, ale równie dobrze obniżają gorączkę jak starsze NLPZ. Odpowiedź gorączkowa była również wyraźnie związana z szybką indukcją ekspresji COX-2 i związanym z tym wzrostem produkcji prostaglandyny E2 , bez roli COX-1 lub produktu genu COX-1 (np. COX-3). Wreszcie, miejsca ekspresji COX-3 nie wydają się dobrze pasować do miejsc związanych z gorączką, a białko powinno być obecne w podwzgórzu, a nie w korze mózgowej . Wszystkie te rozważania wydają się przemawiać przeciwko COX-3 jako miejscu działania przeciwgorączkowego NLPZ i środków selektywnych wobec COX-2. Jednak wyniki można odczytać jako wskazujące, że paracetamol działa w innym miejscu niż inne NLPZ i że więcej niż jedna izoforma COX przyczynia się do odpowiedzi gorączkowej.
Wreszcie odkrycie mechanizmu zmiany ramki odczytu sprawiło, że jest wysoce nieprawdopodobne, aby COX-3 odgrywał rolę w stanach zapalnych i gorączce u ludzi.
Dalsza lektura
- Aronoff DM, Neilson EG (wrzesień 2001). „Leki przeciwgorączkowe: mechanizmy działania i zastosowanie kliniczne w obniżaniu gorączki”. Jestem. J. Med . 111 (4): 304–15. doi : 10.1016/S0002-9343(01)00834-8 . PMID 11566461 . .
- Botting R (grudzień 2000). „COX-2 hamujący paracetamol”. J. Physiol. Farmakol . 51 (4 Pkt 1): 609–18. PMID 11192935 .
- Boutaud O, Aronoff DM, Richardson JH, Marnett LJ, Oates JA (maj 2002). „Determinanty komórkowej specyficzności acetaminofenu jako inhibitora syntazy prostaglandyny H (2)” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 99 (10): 7130-5. Bibcode : 2002PNAS...99.7130B . doi : 10.1073/pnas.102588199 . PMC 124540 . PMID 12011469 .
- Camu F, Beecher T, Recker DP, Verburg KM (2002). „Waldekoksyb, specyficzny inhibitor COX-2, jest skutecznym, oszczędzającym opioidy środkiem przeciwbólowym u pacjentów poddawanych alloplastyce stawu biodrowego”. Jestem J Ther . 9 (1): 43–51. doi : 10.1097/00045391-200201000-00009 . PMID 11782819 . S2CID 10726593 .
- Cao C, Matsumura K, Yamagata K, Watanabe Y (wrzesień 1996). „Komórki śródbłonka układu naczyniowego mózgu szczura wyrażają mRNA cyklooksygenazy-2 w odpowiedzi na ogólnoustrojową interleukinę-1 beta: możliwe miejsce syntezy prostaglandyn odpowiedzialnej za gorączkę”. Mózg Res . 733 (2): 263–72. doi : 10.1016/0006-8993(96)00575-6 . PMID 8891309 . S2CID 7960474 .
- Chandrasekharan NV, Dai H, Roos KL, Evanson NK, Tomsik J, Elton TS, Simmons DL (październik 2002). „COX-3, wariant cyklooksygenazy-1 hamowany przez acetaminofen i inne leki przeciwbólowe / przeciwgorączkowe: klonowanie, struktura i ekspresja” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 99 (21): 13926–31. doi : 10.1073/pnas.162468699 . PMC 129799 . PMID 12242329 . –13931.
- Chang DJ, Desjardins PJ, Chen E, Polis AB, McAvoy M, Mockoviak SH, Geba GP (kwiecień 2002). „Porównanie skuteczności przeciwbólowej rofekoksybu i diklofenaku sodowego powlekanego dojelitowo w leczeniu pooperacyjnego bólu zębów: randomizowane, kontrolowane placebo badanie kliniczne”. Clin Ther . 24 (4): 490–503. doi : 10.1016/S0149-2918(02)85126-8 . PMID 12017395 .
- Dougados M, Béhier JM, Jolchine I, Calin A, van der Heijde D, Olivieri I, Zeidler H, Herman H (styczeń 2001). „Skuteczność celekoksybu, specyficznego inhibitora cyklooksygenazy 2, w leczeniu zesztywniającego zapalenia stawów kręgosłupa: sześciotygodniowe kontrolowane badanie z porównaniem z placebo i konwencjonalnym niesteroidowym lekiem przeciwzapalnym” . Zapalenie stawów Reum . 44 (1): 180–5. doi : 10.1002/1529-0131(200101)44:1<180::AID-ANR24>3.0.CO;2-K . PMID 11212158 .
- FitzGerald GA (marzec 2002). „Farmakologia sercowo-naczyniowa nieselektywnych niesteroidowych leków przeciwzapalnych i koksybów: względy kliniczne”. Jestem. J. Cardiol . 89 (6A): 26D-32D. doi : 10.1016/S0002-9149(02)02234-8 . PMID 11909558 .
- Fletcher BS, Kujubu DA, Perrin DM, Herschman HR (marzec 1992). „Struktura genu TIS10 indukowanego mitogenem i wykazanie, że białko kodowane przez TIS10 jest funkcjonalną syntazą prostaglandyn G/H” . J. Biol. chemia . 267 (7): 4338–44. doi : 10.1016/S0021-9258(18)42840-2 . PMID 1339449 .
- Kwiat RJ, Vane JR (grudzień 1972). „Hamowanie syntetazy prostaglandyn w mózgu wyjaśnia działanie przeciwgorączkowe paracetamolu (4-acetamidofenolu)”. Natura . 240 (5381): 410–1. Bibcode : 1972Natur.240..410F . doi : 10.1038/240410a0 . PMID 4564318 . S2CID 4174100 .
- Gordon SM, Brahim JS, Rowan J, Kent A, Dionne RA (sierpień 2002). „Obwodowe poziomy prostanoidów i niesteroidowe leki przeciwzapalne przeciwbólowe: powtórz badania kliniczne w modelu uszkodzenia tkanki”. Clin. Farmakol. Tam . 72 (2): 175–83. doi : 10.1067/mcp.2002.126501 . PMID 12189364 . S2CID 32072662 .
- Grèen K, Drvota V, Vesterqvist O (marzec 1989). „Wyraźne zmniejszenie syntezy prostacykliny in vivo u ludzi przez acetaminofen (paracetamol)”. prostaglandyny . 37 (3): 311–5. doi : 10.1016/0090-6980(89)90001-4 . PMID 2664901 .
- Henry D, Lim LL, Garcia Rodriguez LA, Perez Gutthann S, Carson JL, Griffin M, Savage R, Logan R, Moride Y, Hawkey C, Hill S, Fries JT (czerwiec 1996). „Zmienność ryzyka powikłań żołądkowo-jelitowych z poszczególnymi niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi: wyniki wspólnej metaanalizy” . BMJ . 312 (7046): 1563–6. doi : 10.1136/bmj.312.7046.1563 . PMC 2351326 . PMID 8664664 .
- Khan KN, Paulson SK, Verburg KM, Lefkowith JB, Maziasz TJ (kwiecień 2002). „Farmakologia hamowania cyklooksygenazy-2 w nerkach” . Nerki Int . 61 (4): 1210-9. doi : 10.1046/j.1523-1755.2002.00263.x . PMID 11918727 .
- Kujubu DA, Fletcher BS, Varnum BC, Lim RW, Herschman HR (lipiec 1991). „TIS10, mRNA indukowany promotorem nowotworu estru forbolu ze szwajcarskich komórek 3T3, koduje nowy homolog syntazy prostaglandyny / cyklooksygenazy” . J. Biol. chemia . 266 (20): 12866–72. doi : 10.1016/S0021-9258(18)98774-0 . PMID 1712772 .
- 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). „Strukturalne podstawy selektywnego hamowania cyklooksygenazy-2 przez środki przeciwzapalne”. Natura . 384 (6610): 644–8. Bibcode : 1996Natur.384..644K . doi : 10.1038/384644a0 . PMID 8967954 . S2CID 4326310 .
- Li S, Wang Y, Matsumura K, Ballou LR, Morham SG, Blatteis CM (kwiecień 1999). „Reakcja gorączkowa na lipopolisacharyd jest blokowana u myszy cyklooksygenazy-2 (-/-), ale nie u myszy cyklooksygenazy-1 (-/-)”. Mózg Res . 825 (1–2): 86–94. doi : 10.1016/S0006-8993(99)01225-1 . PMID 10216176 . S2CID 38071906 .
- Luong C, Miller A, Barnett J, Chow J, Ramesha C, Browner MF (listopad 1996). „Elastyczność miejsca wiązania NLPZ w strukturze ludzkiej cyklooksygenazy-2”. Nat. Struktura. Biol . 3 (11): 927–33. doi : 10.1038/nsb1196-927 . PMID 8901870 . S2CID 24829484 .
- Mitchell JA, Akarasereenont P, Thiemermann C, Flower RJ, Vane JR (grudzień 1993). „Selektywność niesteroidowych leków przeciwzapalnych jako inhibitorów konstytutywnej i indukowalnej cyklooksygenazy” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 90 (24): 11693-7. Bibcode : 1993PNAS...9011693M . doi : 10.1073/pnas.90.24.11693 . PMC48050 . _ PMID 8265610 .
- Mitchell JA, Warner TD (listopad 1999). „Cyklo-oksygenaza-2: farmakologia, fizjologia, biochemia i znaczenie dla terapii NLPZ” . br. J. Pharmacol . 128 (6): 1121–32. doi : 10.1038/sj.bjp.0702897 . PMC 1571744 . PMID 10578123 .
- O'Banion MK, Winn VD, Young DA (czerwiec 1992). „Klonowanie cDNA i aktywność funkcjonalna cyklooksygenazy zapalnej regulowanej przez glukokortykoidy” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 89 (11): 4888–92. Bibcode : 1992PNAS...89.4888O . doi : 10.1073/pnas.89.11.4888 . PMC49193 . _ PMID 1594589 .
- Patron C (styczeń 2001). „Aspiryna: nowe zastosowania sercowo-naczyniowe starego leku”. Jestem. J. Med . 110 (1A): 62S – 65S. doi : 10.1016/S0002-9343(00)00645-8 . PMID 11166001 .
- Prescott LF (marzec 2000). „Paracetamol: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość”. Jestem J Ther . 7 (2): 143–7. doi : 10.1097/00045391-200007020-00011 . PMID 11319582 . S2CID 7754908 .
- Riendeau D, Percival MD, Boyce S, Brideau C, Charleson S, Cromlish W, Ethier D, Evans J, Falgueyret JP, Ford-Hutchinson AW, Gordon R, Greig G, Gresser M, Guay J, Kargman S, Léger S, Mancini JA, O'Neill G, Ouellet M, Rodger IW, Thérien M, Wang Z, Webb JK, Wong E, Chan CC (maj 1997). „Profil biochemiczny i farmakologiczny tetrapodstawionego furanonu jako wysoce selektywnego inhibitora COX-2” . br. J. Pharmacol . 121 (1): 105–17. doi : 10.1038/sj.bjp.0701076 . PMC 1564640 . PMID 9146894 .
- Riendeau D, Percival MD, Brideau C, Charleson S, Dubé D, Ethier D, Falgueyret JP, Friesen RW, Gordon R, Greig G, Guay J, Mancini J, Ouellet M, Wong E, Xu L, Boyce S, Visco D , Girard Y, Prasit P, Zamboni R, Rodger IW, Gresser M, Ford-Hutchinson AW, Young RN, Chan CC (luty 2001). „Etorykoksyb (MK-0663): profil przedkliniczny i porównanie z innymi środkami, które selektywnie hamują cyklooksygenazę-2”. J. Pharmacol. Do potęgi. tam . 296 (2): 558–66. PMID 11160644 .
- Samad TA, Moore KA, Sapirstein A, Billet S, Allchorne A, Poole S, Bonventre JV, Woolf CJ (marzec 2001). „Indukcja Cox-2 za pośrednictwem interleukiny-1beta w OUN przyczynia się do zapalnej nadwrażliwości na ból”. Natura . 410 (6827): 471–5. Bibcode : 2001Natur.410..471S . doi : 10.1038/35068566 . PMID 11260714 . S2CID 4428033 .
- Samuelsson B (wrzesień 1983). „Od badań mechanizmu biochemicznego do nowych mediatorów biologicznych: endonadtlenków prostaglandyn, tromboksanów i leukotrienów. Wykład Nobla, 8 grudnia 1982”. Biologia. przedstawiciel _ 3 (9): 791–813. doi : 10.1007/BF01133779 . PMID 6315101 . S2CID 86802611 .
- Simmons DL, Botting RM, Robertson PM, Madsen ML, Vane JR (marzec 1999). „Indukcja cyklooksygenazy wrażliwej na acetaminofen o zmniejszonej wrażliwości na niesteroidowe leki przeciwzapalne” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 96 (6): 3275–80. Bibcode : 1999PNAS...96.3275S . doi : 10.1073/pnas.96.6.3275 . PMC 15932 . PMID 10077674 .
- Svensson CI, Yaksh TL (2002). „Kaskada rdzeniowa fosfolipaza-cyklooksygenaza-prostanoid w przetwarzaniu nocyceptywnym”. rok Wielebny Pharmacol. Toksykol . 42 : 553–83. doi : 10.1146/annurev.pharmtox.42.092401.143905 . PMID 11807183 .
- Tanaka A, Araki H, Hase S, Komoike Y, Takeuchi K (kwiecień 2002). „Regulacja w górę COX-2 przez hamowanie COX-1 u szczurów: klucz do uszkodzenia żołądka wywołanego przez NLPZ” . Pokarm. Farmakol. Tam . 16 Suppl 2: 90–101. doi : 10.1046/j.1365-2036.16.s2.22.x . PMID 11966529 .
- Turini ME, DuBois RN (2002). „Cyklooksygenaza-2: cel terapeutyczny”. rok ks. Med . 53 : 35–57. doi : 10.1146/annurev.med.53.082901.103952 . PMID 11818462 .
- Vane JR (grudzień 2000). „Walka z reumatyzmem: od kory wierzby po leki oszczędzające COX-1”. J. Physiol. Farmakol . 51 (4 Pt 1): 573–86. PMID 11192932 .
- Vane JR (czerwiec 1971). „Hamowanie syntezy prostaglandyn jako mechanizm działania leków aspirynopodobnych”. Natura Nowa biologia . 231 (25): 232–5. doi : 10.1038/newbio231232a0 . PMID 5284360 .
- Warner TD, Giuliano F, Vojnovic I, Bukasa A, Mitchell JA, Vane JR (czerwiec 1999). „Selektywności leków niesteroidowych dla cyklooksygenazy-1, a nie cyklooksygenazy-2, są związane z toksycznością dla przewodu pokarmowego człowieka: pełna analiza in vitro” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 96 (13): 7563–8. Bibcode : 1999PNAS...96.7563W . doi : 10.1073/pnas.96.13.7563 . PMC 22126 . PMID 10377455 .
- Wolfe MM, Lichtenstein DR, Singh G (czerwiec 1999). „Toksyczność żołądkowo-jelitowa niesteroidowych leków przeciwzapalnych”. N. angielski J. Med . 340 (24): 1888–99. doi : 10.1056/NEJM199906173402407 . PMID 10369853 .
- Xie WL, Chipman JG, Robertson DL, Erikson RL, Simmons DL (kwiecień 1991). „Ekspresja reagującego na mitogen genu kodującego syntazę prostaglandyny jest regulowana przez splicing mRNA” . proc. Natl. Acad. nauka USA . 88 (7): 2692-6. Bibcode : 1991PNAS...88.2692X . doi : 10.1073/pnas.88.7.2692 . PMC 51304 . Identyfikator PMID 1849272 .