Ciclooxigenasa

Clase de enzimas
Sintetasa de endoperóxido de prostaglandina
Identificadores
N.º CE1.14.99.1
N.º CAS9055-65-6
Bases de datos
IntEnzVista de IntEnz
BRENDAEntrada de BRENDA
ExpasíVista de NiceZyme
BARRILEntrada de KEGG
MetaCiclovía metabólica
PRIAMOperfil
Estructuras del PDBRCSB AP APBE APSUMA
Ontología genéticaAmiGO / QuickGO
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Compañía Médica Protegidaartículos
PubMedartículos
Instituto Nacional de BiologíaProteínas
Ciclooxigenasa 1
Estructura cristalográfica del complejo de prostaglandina H2 sintasa-1 con flurbiprofeno [1]
Identificadores
SímboloPTGS1
Símbolos alternativosCOX-1
Gen NCBI5742
HGNC9604
OMI176805
AP1CQE
Secuencia de referenciaNúmero nuevo_080591
Protección unificadaP23219
Otros datos
Número CE1.14.99.1
LugarCrónica 9 q32-q33.3
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
Ciclooxigenasa 2
Ciclooxigenasa-2 (prostaglandina sintetasa-2) en complejo con un inhibidor selectivo de la COX-2 [2]
Identificadores
SímboloPTGS2
Símbolos alternativosCOX-2
Gen NCBI5743
HGNC9605
OMI600262
AP6COX
Secuencia de referenciaNM_000963
Protección unificadaP35354
Otros datos
Número CE1.14.99.1
LugarCrónica 1 q25.2-25.3
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

La ciclooxigenasa ( COX ), oficialmente conocida como prostaglandina-endoperóxido sintasa ( PTGS ), es una enzima (específicamente, una familia de isoenzimas , EC 1.14.99.1) que es responsable de la biosíntesis de prostanoides , incluyendo tromboxano y prostaglandinas como la prostaciclina , a partir del ácido araquidónico . Miembro de la familia de las hemoperoxidasas de tipo animal , también se la conoce como prostaglandina G/H sintasa . La reacción específica catalizada es la conversión de ácido araquidónico a prostaglandina H2 a través de un intermediario de prostaglandina G2 de vida corta . [3] [4]

La inhibición farmacéutica de la COX puede proporcionar alivio de los síntomas de inflamación y dolor . [3] Los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), como la aspirina y el ibuprofeno , ejercen sus efectos a través de la inhibición de la COX. Aquellos que son específicos de la isoenzima COX-2 se denominan inhibidores de la COX-2 . El metabolito activo ( AM404 ) del paracetamol es un inhibidor de la COX, hecho al que se ha atribuido parte o la totalidad de su efecto terapéutico . [5]

En medicina, el símbolo de raíz "COX" se encuentra con más frecuencia que "PTGS". En genética , "PTGS" se utiliza oficialmente para esta familia de genes y proteínas porque el símbolo de raíz "COX" ya se utilizaba para la familia de la citocromo c oxidasa . Por lo tanto, las dos isoenzimas que se encuentran en los seres humanos, PTGS1 y PTGS2 , se denominan con frecuencia COX-1 y COX-2 en la literatura médica. Los nombres "prostaglandina sintasa (PHS)", "prostaglandina sintetasa (PHS)" y "prostaglandina-endoperóxido sintetasa (PES)" son términos más antiguos que todavía se utilizan a veces para referirse a la COX.

Biología

En términos de su biología molecular, la COX-1 y la COX-2 tienen un peso molecular similar, aproximadamente 70 y 72 kDa , respectivamente, y tienen una homología de secuencia de aminoácidos del 65% y sitios catalíticos casi idénticos. Ambas proteínas tienen tres dominios: un dominio similar al EGF N-terminal , un pequeño ancla de membrana de 4 hélices y un dominio catalítico central de hemo-peroxidasa. Ambos forman dímeros. [6] El ancla de membrana fija las proteínas en el retículo endoplasmático (RE) y la membrana del microsoma . [7]

Farmacología

La COX es un objetivo común de los fármacos antiinflamatorios. La diferencia más significativa entre las isoenzimas, que permite la inhibición selectiva, es la sustitución de la isoleucina en la posición 523 en la COX-1 por valina en la COX-2. El residuo Val 523 más pequeño en la COX-2 permite el acceso a un bolsillo lateral hidrofóbico en la enzima (que la Ile 523 impide estéricamente). Las moléculas de fármacos, como DuP-697 y los coxibs derivados de ella, se unen a este sitio alternativo y se consideran inhibidores selectivos de la COX-2. [2]

AINE clásicos

Los principales inhibidores de la COX son los antiinflamatorios no esteroides .

Los inhibidores clásicos de la COX no son selectivos e inhiben todos los tipos de COX. La inhibición resultante de la síntesis de prostaglandinas y tromboxanos tiene el efecto de reducir la inflamación, así como efectos antipiréticos, antitrombóticos y analgésicos. El efecto adverso más frecuente de los AINE es la irritación de la mucosa gástrica, ya que las prostaglandinas normalmente tienen un papel protector en el tracto gastrointestinal. Algunos AINE también son ácidos, lo que puede causar daños adicionales al tracto gastrointestinal.

Nuevos AINE

La selectividad por la COX-2 es la característica principal del celecoxib , etoricoxib y otros miembros de esta clase de fármacos. Debido a que la COX-2 suele ser específica del tejido inflamado, hay mucha menos irritación gástrica asociada con los inhibidores de la COX-2, con un menor riesgo de úlcera péptica. La selectividad de la COX-2 no parece anular otros efectos secundarios de los AINE, en particular un mayor riesgo de insuficiencia renal , y hay evidencia que indica un aumento del riesgo de ataque cardíaco , trombosis y accidente cerebrovascular a través de un aumento del tromboxano desequilibrado por la prostaciclina (que se reduce por la inhibición de la COX-2). [8] El rofecoxib (nombre comercial Vioxx ) se retiró en 2004 debido a estas preocupaciones. Algunos otros AINE selectivos de la COX-2, como el celecoxib y el etoricoxib, todavía están en el mercado.

Inhibición natural de la COX

Los hongos culinarios, como el maitake , pueden inhibir parcialmente la COX-1 y la COX-2. [9] [10]

Se ha descubierto que una variedad de flavonoides inhiben la COX-2. [11]

Los aceites de pescado proporcionan ácidos grasos alternativos al ácido araquidónico. Estos ácidos pueden ser transformados en prostaciclinas antiinflamatorias por la COX en lugar de prostaglandinas proinflamatorias . [12]

Se ha demostrado que la hiperforina inhibe la COX-1 entre 3 y 18 veces más que la aspirina. [13]

El calcitriol ( vitamina D ) inhibe significativamente la expresión del gen COX-2. [14]

Se debe tener precaución al combinar dosis bajas de aspirina con inhibidores de la COX-2 debido al posible aumento del daño a la mucosa gástrica. La COX-2 aumenta cuando la COX-1 se suprime con aspirina, lo que se cree que es importante para mejorar los mecanismos de defensa de la mucosa y reducir la erosión causada por la aspirina. [15]

Efectos secundarios cardiovasculares de los inhibidores de la COX

Se ha descubierto que los inhibidores de la COX-2 aumentan el riesgo de aterotrombosis incluso con un uso a corto plazo. Un análisis de 2006 de 138 ensayos aleatorizados y casi 150.000 participantes [16] mostró que los inhibidores selectivos de la COX-2 se asocian con un riesgo moderadamente mayor de eventos vasculares, principalmente debido a un riesgo dos veces mayor de infarto de miocardio , y también que los regímenes de dosis altas de algunos AINE tradicionales (como diclofenaco e ibuprofeno , pero no naproxeno ) se asocian con un aumento similar en el riesgo de eventos vasculares.

Sin embargo, esta evidencia ha sido contradicha por el ensayo PRECISION (Evaluación aleatorizada prospectiva de la seguridad integrada de Celecoxib versus Ibuprofeno o Naproxeno) de 2016 [17] de 24.081 participantes, que muestra una menor incidencia de muerte cardiovascular (incluida muerte hemorrágica), infarto de miocardio no fatal o accidente cerebrovascular no fatal para Celecoxib en comparación con Naproxeno e Ibuprofeno.

Los aceites de pescado (por ejemplo, el aceite de hígado de bacalao ) se han propuesto como una alternativa razonable para el tratamiento de la artritis reumatoide y otras afecciones como consecuencia del hecho de que proporcionan un menor riesgo cardiovascular que otros tratamientos, incluidos los AINE. [12]

Efectos de la COX sobre el sistema inmunológico

Se ha demostrado que la inhibición de COX-2 con celecoxib reduce la expresión inmunosupresora de TGFβ en los hepatocitos, atenuando la EMT en el carcinoma hepatocelular humano [18].

Véase también

Referencias

  1. ^ PDB : 1CQE ​; Picot D, Loll PJ, Garavito RM (enero de 1994). "La estructura cristalina de rayos X de la proteína de membrana prostaglandina H2 sintasa-1". Nature . 367 (6460): 243–9. Bibcode :1994Natur.367..243P. doi :10.1038/367243a0. PMID  8121489. S2CID  4340064.
  2. ^ ab 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). "Base estructural para la inhibición selectiva de la ciclooxigenasa-2 por agentes antiinflamatorios". Nature . 384 (6610): 644–8. Bibcode :1996Natur.384..644K. doi :10.1038/384644a0. PMID  8967954. S2CID  4326310.
  3. ^ ab Litalien C, Beaulieu P (2011). "Capítulo 117 – Mecanismos moleculares de las acciones de los fármacos: de los receptores a los efectores". En Fuhrman BP, Zimmerman JJ (eds.). Cuidados intensivos pediátricos (4.ª ed.). Filadelfia, PA: Elsevier Saunders. págs. 1553–1568. doi :10.1016/B978-0-323-07307-3.10117-X. ISBN 978-0-323-07307-3El ácido araquidónico es un componente de los fosfolípidos de membrana que se libera en un proceso de un solo paso, después de la acción de la fosfolipasa A2 (PLA2), o en un proceso de dos pasos, después de las acciones de la fosfolipasa C y la lipasa DAG. El ácido araquidónico es metabolizado luego por la ciclooxigenasa (COX) y la 5-lipoxigenasa, lo que da como resultado la síntesis de prostaglandinas y leucotrienos, respectivamente. Estos mensajeros intracelulares desempeñan un papel importante en la regulación de la transducción de señales implicada en el dolor y las respuestas inflamatorias.
  4. ^ Liu J, Seibold SA, Rieke CJ, Song I, Cukier RI, Smith WL (junio de 2007). "Endoperóxido de prostaglandina H sintasas: especificidad de la hidroperóxido de peroxidasa y activación de la ciclooxigenasa". The Journal of Biological Chemistry . 282 (25): 18233–44. doi : 10.1074/jbc.M701235200 . PMID  17462992.
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  • La proteína ciclooxigenasa
  • Ciclooxigenasa en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • Página de GONUTS: Ciclooxigenasa
  • Ciclooxigenasa: Proteopedia, la vida en 3D
  • Una discusión del mecanismo enzimático, incluyendo modelos 3D interactivos
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