ИСТИНА

Фермент простагландин-Н-синтаза (COX, циклооксигеназа, PGHS, К.Ф. 1.14.99.1) играет ключевую роль в развитии воспалительных процессов в организме млекопитающих (в том числе человека), катализируя превращение арахидоновой кислоты в простагландин Н2, являющийся исходным соединением в биосинтезе простагландинов, тромбоксана и простациклина [1]. Действие нестероидных противовоспалительных препаратов, широко используемых в медицине, направлено на ингибирование фермента COX [2]. COX представляет собой димер, состоящий из двух идентичных субъединиц. Ранее было принято считать, что взаимодействие между субъединицами не оказывает существенного влияния на кинетический механизм действия данного фермента. Однако в последнее время сообщается о возможном взаимодействии субъединиц в «функциональном гетеродимере» COX [3]. В ходе исследования кинетического механизма взаимодействия фермента COX с ингибитором напроксеном были получены экспериментальные зависимости активности препарата фермента от времени инкубации с ингибитором при различных концентрациях ингибитора. Было показано, что взаимодействие фермента с ингибитором – достаточно медленный процесс, занимающий от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от концентрации ингибитора. Полученные экспериментальные результаты были интерпретированы в соответствии со схемой, не учитывающей димерную природу COX (схема 1), и в соответствии со схемой, предполагающей наличие аллостерических взаимодействий между субъединицами белка, влияющих на взаимодействие с ингибитором (схема 2): Исходя из схем 1 и 2 рассчитаны теоретические зависимости концентраций всех интермедиатов (E, EI, EE, EEI, IEEI) от времени при различных концентрациях ингибитора, соответствующие различным начальным условиям: ассоциации фермент-ингибиторного комплекса при смешивании фермента и ингибитора и его диссоциации при разбавлении. Для иллюстрации на рис.1 приведены результаты аппроксимации экспериментальных данных по ассоциация комплекса. Видно, что соответствие эксперимента и теории достигается в случае схемы, учитывающей аллостерическое взаимодействие между субъединицами фермента (рис.1Б). Аналогичные результаты были получены при обработке экспериментальных данных по диссоциации фермент-ингибиторного комплекса (данные не приведены). Таким образом, взаимодействие фермента COX с ингибитором напроксеном не может быть описано в рамках модели, не учитывающей аллостерические взаимодействия между отдельными субъединицами (схема 1), и хорошо описывается в рамках модели, учитывающей подобные взаимодействия (схема 2). Рисунок 1. Зависимость активности препарата фермента COX от времени инкубации с ингибитором при различных концентрациях ингибитора. Линии соответствуют аппроксимации экспериментальных данных (точки) в соответствии со схемой 1 (рис.1А) и со схемой 2 (рис.1Б). γ – относительная активность комплекса EEI. Литература 1. Rouzer C.A., Marnett L.J. Mechanism of Free Radical Oxygenation of Polyunsaturated Fatty Acids by Cyclooxygenases // Chemical Reviews, 2003, №103, pp. 2239−2304. 2. Smith W.L., Meade E.A., DeWitt D.L. Pharmacology of Prostaglandin Endoperoxide Synthase Isozymes-1 and -2 // Annals of the New York Academy Of Science, 1994, №714, pp. 136-142. 3. Dong L., Vecchio A.J., Sharma N.P., Jurban B.J., Malkowski M.G., Smith W.L. Human Cyclooxygenase-2 Is a Sequence Homodimer That Functions as a Conformational Heterodimer // The Journal of Biological Chemistry, 2011, №286, pp. 19035-19046.