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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...
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| Main Author: | |
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| Contributors: | |
| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | German |
| Published: |
Philipps-Universität Marburg
2010
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| Subjects: | |
| Online Access: | PDF Full Text |
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| Summary: | 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. |
|---|---|
| Physical Description: | 86 Pages |
| DOI: | 10.17192/z2010.0175 |