Estructura y Mecanismo de la Ciclooxigenasa

Funcionamiento de la Aspirina y los AINEs

Prostaglandinas y AINEs
Las prostaglandinas son potentes mediadores de la inflamación. El primer paso de la síntesis de prostaglandinas a partir de ácido araquidónico es una dioxigenación del araquidonato que da lugar a PGG2, seguida de una reacción de reducción a PGH2 . Ambas reacciones son catalizadas por la enzima ciclooxigenasa (COX), también conocida como Prostaglandina G/H sintetasa, que aparece en la membrana como un dímero.

La actividad de esta enzima resulta inhibida por un grupo de fármacos conocidos como AntiInflamatorios No Esteroideos o AINEs.

Existen dos isoformas de COX en animales: COX-1 que mantiene una producción fisiológica normal de prostaglandinas, y COX-2, que es inducida por citoquinas, mitógenos y endotoxinas en células inflamatorias, y que es la responsable de la producción de prostaglandinas en el proceso inflamatorio. Las dos formas guardan un alto grado de homología entre ellas, como podrás comprobar al observar el resultado de un alineamiento múltiple de secuencias.

Estructura de la enzima

La estructura de la COX-1 procedente de vesículas seminales de carnero se pudo resolver mediante cristalografía de rayos X en 1994. En el cristal aparece como un dímero, y en cada uno de los monómeros se pueden distinguir 3 dominios:

El centro activo peroxidasa incluye un grupo hemo . El Fe3+ que se encuentra en el centro de este grupo hemo está coordinado por His-388 y por His-207 .

El centro activo ciclooxigenasa se encuentra al fondo de un estrecho túnel o canal hidrofóbico. Tres de las hélices alfa del dominio de unión a la membrana están en la entrada de este túnel . Las paredes del túnel están definidas por cuatro hélices alfa , formadas por los residuos 106-123, 325-353, 379-384 y 520-535. Al fondo de este canal hidrofóbico se encuentra un importante residuo catalítico, la Tyr-385 . La actividad peroxidasa hemo-dependiente está implicada en la formación de un radical Tyr-385, que es necesario para desempeñar la actividad ciclooxigenasa.

Las siguientes imágenes ayudarán a comprender por qué la aspirina y otros AINEs bloquean la síntesis de prostaglandinas. Aunque todos ellos actúan bloqueando el túnel y previniendo la migración del ácido araquidónico hasta el centro activo, se distinguen al menos cuatro mecanismos de acción diferentes para inhibir la actividad COX:

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