Cyclooxygenase
Synonym: Prostaglandin-G/H-Synthase
Englisch: cyclooxygenase
Definition
Die Cyclooxygenasen, kurz COX, sind Enzyme, die im Bereich des Arachidonsäurestoffwechsels wirken und dort die Bildung von Prostaglandinen und Thromboxanen katalysieren.
Biochemie
Nach der Freisetzung von Arachidonsäure aus Membranlipiden durch die Phospholipase A2 katalysiert im nächsten Schritt die Cyclooxygenase den Ringschluss zwischen dem C8- und dem C12-Atom sowie das Einbringen von zwei Sauerstoff-Atomen an die Kohlenstoffatome 9 und 11. Dabei bilden die Sauerstoffatome eine kovalente Bindung aus, sodass eine Epoxidstruktur entsteht. Das resultierende Molekül, Prostaglandin G2, ist die Ausgangssubstanz für alle anderen Prostaglandine und Thromboxane und kann durch Synthetasen weiter prozessiert werden.
Isoformen
Im menschlichen Körper existieren mindestens zwei verschiedene Isoformen der Cyclooxygenase, COX-1 und COX-2, die eine zu rund 68 % identische Aminosäuresequenz besitzen. Daneben existieren Hinweise auf mindestens eine weitere Form, die Cyclooxygenase-3.
Cyclooxygenase-1
Die Cyclooxygenase-1 (COX-1) ist ein konstitutiv exprimiertes Enzym, das auch im gesunden Organismus in größerem Maße Prostaglandine synthetisiert. Hohe Spiegel von COX-1 finden sich besonders in der Wand des Magens sowie in der Niere.
Cyclooxygenase-2
Nach heutigem Wissensstand wird die Cyclooxygenase-2 (COX-2) besonders in geschädigten oder entzündeten Geweben exprimiert und bildet dort die Prostaglandine, die eine Entzündungsreaktion verstärken oder aufrechterhalten. In den Geweben der Niere, des Gehirns und des Rückenmarks wird die Cyclooxygenase-2 allerdings auch konstitutiv exprimiert.
Cyclooxygenase-3
Neben den beiden bekannten und therapeutisch wichtigen Cyclooxygenasen könnte noch ein weiteres Enzym existieren, das die Biosynthese von Prostaglandinen katalysieren kann: die putative Cyclooxygenase-3.
Eine Wirkung von Paracetamol (Acetaminophen) auf die Cyclooxygenase-3 würde erklären, warum dieses Medikament keinen ausgeprägten antiphlogistischen, aber einen antipyretischen und analgetischen Effekt aufweist.
Pharmakologie
Die Cyclooxygenasen können durch sogenannte nichtsteroidale Antipyretika gehemmt werden. Während die klassischen Antipyretika COX-1 und COX-2 hemmen, blockieren die neueren COX-2-Hemmer vor allem die zweite Isoform des Enzyms.
um diese Funktion zu nutzen.