Kopplung der Cyclooxygenase 2 an sekundäre Enzyme

Die NSAR gehören zu den weltweit am häufigsten eingenommenen Schmerzmedikamenten. Sie hemmen die Cylooxygenase 1 und 2, Enzyme, die für die Produktion von Schmerzmediatoren (Prostaglandine) verantwortlich sind. Durch die unselektive Hemmung beider Cylooxygenasen kommt es jedoch auch zu der Hemmu...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Pilgramm, Elizabeth
Beteiligte: Kömhoff, Martin (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2010
Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:Die NSAR gehören zu den weltweit am häufigsten eingenommenen Schmerzmedikamenten. Sie hemmen die Cylooxygenase 1 und 2, Enzyme, die für die Produktion von Schmerzmediatoren (Prostaglandine) verantwortlich sind. Durch die unselektive Hemmung beider Cylooxygenasen kommt es jedoch auch zu der Hemmung des physiologischen Wirkungsspektrums der Cyclooxygenase 1, z.B. dem Schutz der Magenmukosa. Dies kann zu unerwünschten Nebenwirkungen, wie z.B. Magenschleimhautblutungen, führen. Da die Cyclooxygenase 2 im Gegensatz zu der Cyclooxygenase 1 weniger bzw. andere physiologische Funktionen übernimmt und in erhöhtem Maße in entzündetem Gewebe exprimiert wird, wurden selektive Cyclooxygenase 2 – Hemmer entwickelt. Leider zeigten sich in der klinischen Anwendung dieser selektiven Inhibitoren nach Jahren kardiovaskuläre Komplikationen. Eine mögliche Ursache dieser Komplikationen könnte in der Präferenz der Cyclooxygenase 2 zur Prostazyklin-Synthase und somit zur Prostazyklin-Bildung liegen. Prostazyklin ist ein vaskulär-protektives Eikosanoid, welches die Thrombozytenaggregation hemmt und vasodilatierend wirkt. Eine Verminderung des Prostazyklins kann also thromboembolische Komplikationen verursachen. Warum aber gerade die Prostazyklin-Synthase vorrangig mit der Cyclooxygenase 2 statt mit der Cyclooxygenase 1 arbeitet, ist bisher noch nicht geklärt. Eine mögliche Ursache könnte in einem strukturellen Unterschied der beiden Enzyme liegen. Obwohl die Cyclooxygenasen in Ihren Sequenzen eine Homologie von 60 % aufweisen, findet sich ein auffallender Unterschied in der Struktur des C-terminalen Endes. Die Cyclooxygenase 2 weist hier einen Einschub von 18 Aminosäuren auf, welche sich im C-terminalen Ende der Cyclooxygenase 1 nicht finden lässt. Daher wurde im Rahmen dieser Dissertation das C-terminale Ende der Cyclooxygenase 2 zunächst durch sieben Punktmutationen verändert. Die Veränderungen bezogen sich sowohl auf die Struktur als auch auf die Hydrophobizität, den Säuregrad und die Polarität bzw. den Ladungszustand des Enzyms. Darüber hinaus wurden zwei Deletionsmutationen durchgeführt, bei der der C-Terminus der Cyclooxygenase 2 zum einen zur Hälfte, zum anderen ganz entfernt wurde. Alle neun Mutanten wurden in ein Zellsystem (HEK 293) transformiert, die Überstände auf die Prostazyklin- und PGE2-Produktion untersucht und mit Hilfe des Western-Blot-Verfahren überprüft. Die Untersuchungen ergaben, dass sich die Produktionen des Prostazyklins und des PGE2 bei den Punktmutationen nur in ihrer gesamten Menge, nicht aber im Verhältnis Prostazyklin zu PGE2 veränderten. Die Deletionsmutanten zeigten jedoch einen Rückgang der Prostazyklin- Produktion in der Gesamtmenge und im Verhältnis zu PGE2. Die Deletion der Hälfte bzw. des ganzen C-Terminus der Cyclooxygenase hat also zu einer veränderten Prostazyklin-Produktion geführt. Diese Daten weisen daraufhin, dass der C-Terminus für die Präferenz der Cyclooxygenase 2 bezüglich der Prostazyklin-Synthase eine entscheidende Rolle spielen könnte. Es bedarf weiterer Forschungen, um eine etwaige Verbindung der Prostazyklin- Synthase und des C-Terminus der Cyclooxygenase 2 noch genauer zu untersuchen. Die vollständige Aufklärung dieser Präferenz ist in Bezug auf eine Schmerztherapie ohne mögliche Komplikationen für die Zukunft von großer klinischer Bedeutung.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2010.0175