Биологический каталог




Молекулярные основы действия ферментов

Автор С.Е.Северин, Г.А.Кочетов

ную особенность механизма обсуждаемой реакции. Механизм (8) симметричен относительно четных или нечетных индексов состояний активного центра. Каталитическое превращение субстратов в продукты реакции представляет собой замкнутый цикл. Индексация интермедиатов имеет условный характер, и ее удобно начинать с первого продукта любой необратило

мой стадии. В рамках схемы (8) это может быть как интермедиат Хи так и интермедиат Х3.

Другими словами, формально эквивалентно, является ли первым субстратом St арахидоновая кислота или восстановитель — донор электрона.

Если предположить, что St — донор электронов, то экспериментальные данные будут соответствовать механизму 3 (табл. 1). Согласно этому механизму ингибитор обратимо комплексуется с интермедиатом Xit т. е. формой фермента, которая взаимодействует с арахидоновой кислотой. В этом случае ингибитор выводит из реакции интермедиат Х3, который в комплексе с ингибитором теряет способность взаимодействовать с арахидоновой кислотой.

Это замечание еще раз подчеркивает однозначность главного выводам нестероидные противовоспалительные препараты (напроксен, бруфен, бутадион, анальгин) конкурентно вытесняют арахи-доновую кислоту из активного центра PGH-синтетазы.

»

Парацетамол и фенацетин не ингибируют PGH-синтетазу

Из изученных нами соединений парацетамол и фенацетин (родственные структуры) не являются ингибиторами первого фермента синтеза простагландинов. Вплоть до концентраций Ы0~2 М они не оказывают практически никакого влияния на скорость окисления арахидоновой кислоты до простагландина Нг-

Изучение взаимодействия этих веществ с PGH-синтетазой представляет интерес потому, что они не являются собственно нестероидными противовоспалительными средствами, поскольку не оказывают отчетливого противовоспалительного действия на различных моделях воспаления в эксперименте и не обладают заметной эффективностью при воспалительных заболеваниях у человека. Однако парацетамол и фенацетин подобно нестероидным противовоспалительным соединениям оказывают болеутоляющее и жаропонижающее действие. Между тем известно, что в механизмах развития этих эффектов, так же как и в механизмах противовоспалительного эффекта, принципиально важное значение имеет подавление биосинтеза простагландинов. (см. обзоры: [20, 30, 31 и др.]). Таким образом, парацетамол и фенацетин сходны с нестероидными противовоспалительными соединениями в том, что оказывают болеутоляющий и жаропонижающий эффекты, опосредуемые влиянием на биосинтез PG, но не вызывают противовоспалительного эффекта, опосредуемого теми же самыми механизмами влияния на биосинтез PG.

Парацетамол вызывает жаропонижающий эффект, не оказывая при этом (как аспирин и другие нестероидные противовоспалительные средства) противовоспалительного действия. Это может быть связано с разной чувствительностью PGH-синтетаз периферических тканей и мозга к их ингибиторам.

Приведенные данные подтверждают основное положение настоящей работы: сильные нестероидные противовоспалительные препараты являются ингибиторами PGH-синтетазы.

Классификация нестероидных противовоспалительных соединений — ингибиторов PGH-синтетазы

Было изучено ингибирование первичной реакции образования простагландинов широким рядом соединений, активно используемых в настоящее время в качестве нестероидных противовоспалительных препаратов. Практически все изученные соединения являются сильными ингибиторами PGH-синтетазы.

Детальное изучение кинетических закономерностей ингибирования обнаружило большое разнообразие в механизмах действия лекарственных препаратов на активность PGH-синтетазы. Данные по ингибированию фермента суммирует табл. 3. Она показывает, что существуют по крайней мере три класса противовоспалительных препаратов — ингибиторов PGH-синтетазы.

Аспирин является медленным и необратимым ингибитором фермента. В работах Дж. Рота и др. [22, 23] с помощью изотопной метки было показано, что аспирин необратимо реагирует с PGH-синтетазой, в результате реакции ацильная группа переносится на белок. Обсужденные выше кинетические данные подтверждают необратимое взаимодействие аспирина с PGH-синтетазой.

Определенную группу ингибиторов составляют вещества, быстро и обратимо блокирующие активность PGH-синтетазы (бруфен, напроксен, бутадион). Эти соединения действуют как конкурентные ингибиторы по отношению к арахидоновой кислоте.

Достаточно удивительным и необычным представляются наблюдаемые в данной работе эффекты медленного обратимого взаимодействия индометацина и вольтарена с активным центром PGH-синтетазы. Как правило, низкомолекулярные соединения,,обратимо образующие комплексы с белками, реагируют с ними достаточно быстро. Скорости комплексообразования достаточно велики, и равновесие устанавливается в микросекундном или мил-лисекундном диапазоне {32, 33]. В указанных работах проанализированы статистические данные по константам скоростей взаимодействий белок-органический лиганд. Наиболее часто встречаются процессы, имеющие константу скорости около 107 М-1 с-1. Бимолекулярные стадии реакций с константами скоростей порядка 1010 М-1 с-1 попадают в разряд реакций, скорость которых контролируется диффузией реагентов, в растворе. За счет стерических эффектов или влияния электростатических взаимодействий диффузионно контролируемый процесс с участием белковой молекулы может быть замедлен и иметь константу скорости до 108 М~* с-1-Реакция образования комплекса индометацин — PGH-синтетаза имеет константу скорости бимолекулярного взаимодействия 6,4-102 М-1 с-1. Это значение на семь порядков ниже диффузионно контролируемого предела. Однако в настоящее время все

22

Таблица 3

Закономерности ингибирования эндопероксидпростагландинсинтетазы нестероидными противовоспалительными препаратами

п/п Структура и название соединения Механизм ингибирования Кинетические и равновесные параметры ингибирования <32°С)

1 Аспирин о н ^"^N3—С—СН3 А медленный, необратимый ингибитор * =0,17^0,01^1-^-1

2 Индометацин сн3ск^>. ^СН2СООН с=о ф С1 медленный, обратимый ингибитор Ai=(6,4±l,4)-102M-4:-i-k.i = (1,5+0,5) Ю-зс"1 Я/=(2,4±0,7)-10-6М /^ = (9±1)10-7М(4сС)

3 Вольтареи ^\^СН2СООН сх<„ медленный, обратимый ингибитор ki = (7,2±l,4)-i0riM-lc-1 k.i = (2+0,4) Ю:зc-i Ki = (2,8±0,6)-10-"М

4 Бруфен (Ибупрофен) СН-, 3\ /Г~\ 1 ;сн—сн2—& \—сн—соон СН/ \_/ быстрый, обратимый, конкурентный ингибитор *V = (1±0,1)-10-3M

5 Напроксен С CHj быстрый, обратимый, конкурентный ингибитор Ki = (9,5±0,6)-10-6M

23

Продолжение табл. 3

п/п Структура и название соединения Механизм ингибирования Кинетические и равновесные параметры ингибирования <32°Q

6 Бутадиои н 0=j-J—сн2—СН2—СН2—СН3 °& ' быстрый, обратимый, конкурентный ингибитор К/=* (3,9±0,5)-10-4М -

7 Анальгин ' /СН:1 снз' г —r~N4 с„АА CI™ • 1 быстрый, обратимый, конкурентный ингибитор' Kt= (9,8+2,2) • 10-4М

8 Фенацетин ¦ НзС20—NH—С—СН3 — О ие ингибирует •

9 Парацетамол

страница 5
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Скачать книгу "Молекулярные основы действия ферментов" (4.06Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(10.12.2019)