Lipoxygenases (LOX) constitute a heterogeneous family of lipid peroxidizing enzymes which catalyze the stereospecific insertion of molecular oxygen into polyunsaturated fatty acids. The primary products of LOX reaction are hydroperoxy fatty acids, which are rapidly reduced to the corresponding hydroxy derivatives. In mammalian organisms, there are 4 main LOX isoforms, 5-LOX, 8-LOX, 12-LOX, 15-LOX, constituting hydroperoxides with positional and stereo specificity. In the subsequent metabolic processes they provide significant cell signaling molecules and secondary messengers taking part in the development of inflammatory, tumorous and other diseases. Recent studies clarified the role of lipoxygenases in various diseases. The study of the structure and the active site of enzyme, preparation of recombinant forms with the targeted gene mutations have shown possibilities for better understanding the lipoxygenase role in various pathological processes. Searching for selective inhibitors of LOX isoenzymes is an active area of investigation. They can represent an important research tool or become a promising targeted therapy of a wide range of human diseases.
- MeSH
- izoenzymy genetika klasifikace MeSH
- kyselina arachidonová metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- lipoxygenasy * farmakologie chemie klasifikace MeSH
- molekulární konformace MeSH
- mutace MeSH
- nenasycené mastné kyseliny metabolismus MeSH
- savci MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease, leading to progressive destruction of joints and extra-articular tissues, including organs such as liver and spleen. The purpose of this study was to compare the effects of a potential immunomodulator, natural polyphenol N-feruloylserotonin (N-f-5HT), with methotrexate (MTX), the standard in RA therapy, in the chronic phase of adjuvant-induced arthritis (AA) in male Lewis rats. The experiment included healthy controls (CO), arthritic animals (AA), AA given N-f-5HT (AA-N-f-5HT), and AA given MTX (AA-MTX). N-f-5HT did not affect the body weight change and clinical parameters until the 14th experimental day. Its positive effect was rising during the 28-day experiment, indicating a delayed onset of N-f-5HT action. Administration of either N-f-5HT or MTX caused reduction of inflammation measured as the level of CRP in plasma and the activity of LOX in the liver. mRNA transcription of TNF-α and iNOS in the liver was significantly attenuated in both MTX and N-f-5HT treated groups of arthritic rats. Interestingly, in contrast to MTX, N-f-5HT significantly lowered the level of IL-1β in plasma and IL-1β mRNA expression in the liver and spleen of arthritic rats. This speaks for future investigations of N-f-5HT as an agent in the treatment of RA in combination therapy with MTX.
- MeSH
- arachidonátlipoxygenasy genetika metabolismus MeSH
- artritida experimentální farmakoterapie genetika patologie MeSH
- biologické markery MeSH
- C-reaktivní protein MeSH
- časové faktory MeSH
- cytokiny krev genetika metabolismus MeSH
- játra účinky léků metabolismus MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- mediátory zánětu * MeSH
- methotrexát farmakologie MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- orgánová specificita MeSH
- regulace genové exprese účinky léků MeSH
- serotonin analogy a deriváty farmakologie MeSH
- stupeň závažnosti nemoci MeSH
- transkriptom * MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
Kurkumín (diferuloylmetan) je oranžovo-žlto sfarbená obsahová látka – sekundárny metabolit z rizomy (Curcuma longa L.), korenia (turmeric) často prítomného v prášku curry. Je to jeden z hlavných kurkuminoidov turmeric Curcuma longa L. Po stáročia bol kurkumín používaný v niektorých liečivých preparátoch, alebo ako korigens farby v potravinách. Ukázalo sa, že viaceré enzýmy, ktoré sú úzko spojené so zápalovým a nádorovým procesom, sú modulované kurkumínom. V tejto práci sú sumarizované výsledky inhibičného efektu kurkumínu a etanolického extraktu z Curcuma longa L. na aktivitu lipoxygenázy (LOX) z cytozolovej frakcie pľúc potkana. Stanovenie polohovej špecifity dioxygenácie kyseliny arachidónovej RP- and SP-HPLC metódou ukázalo, že v purifikovanom enzýmovom preparáte z cytozolovej frakcie pľúc potkana je prítomná špecifická forma lipoxygenázy preukazujúca 12/15-LOX duálnu špecifitu (s prevažujúcou 15-LOX aktivitou). Inhibičná aktivita kurkumínu a extraktu z Curcuma longa na aktivitu lipoxygenázy z cytozolovej frakcie pľúc potkana bola vyjadrená v percentách inhibície a hodnotách IC50. Vyjadrením kinetiky enzýmovej reakcie podľa Lineweaver-Burk za prítomnosti inhibítora sa zistilo, že kurkumín je kompetitívny inhibítor 12/15- LOX z cytozolovej frakcie pľúc potkana.
Curcumin (diferuloylmethane) is an orange-yellow secondary metabolic compound from the rhizome of turmeric (Curcuma longa L.), a spice often found in curry powder. It is one of the major curcuminoids of turmeric. For centuries, curcumin has been used in some medicinal preparations or as a food colouring agent. A variety of enzymes that are closely associated with inflammation and cancer were found to be modulated by curcumin. This paper summarized the results of the inhibitory effect of curcumin and a Curcuma longa L. ethanolic extract on lipoxygenase from the rat lung cytosolic fraction. The positional specificity determination of arachidonic acid dioxygenation by RP- and SP-HPLC methods showed that in a purified enzyme preparation from the rat lung cytosol the specific form of lipoxygenase (LOX) is present exhibiting 12/15-LOX dual specificity (with predominant 15-LOX activity). The inhibitory activity of curcumin and Curcuma longa extract on LOX from cytosolic fraction of rat lung was expressed in the percentage of inhibition and as IC50. Lineweaver-Burk plot analysis has indicated that curcumin is the competitive inhibitor of 12/15 LOX from the rat lung cytosolic fraction.
- MeSH
- antioxidancia MeSH
- Curcuma chemie MeSH
- inhibiční koncentrace 50 * MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- kurkumin * chemie izolace a purifikace MeSH
- lipoxygenasy * chemie MeSH
- rostlinné extrakty chemie izolace a purifikace MeSH
- spektrofotometrie ultrafialová metody přístrojové vybavení využití MeSH
- vysokoúčinná kapalinová chromatografie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Acylový zvyšok mastnej kyseliny je hlavnou štrukturálnou zložkou prakticky všetkých lipidov, čím predstavuje jednu zo základných funkčných skupín týchto molekúl. Mastné kyseliny (FAs) sa vzájomne líšia dĺžkou reťazca, počtom násobných väzieb a pozíciou násobnej väzby v reťazci. Podľa počtu násobných väzieb v polynenasýtenej FA (PUFAs) možno rozlíšiť mononenasýtené FAs (MUFAs) a polynenasýtené FAs (PUFAs). V živých bunkách predstavujú PUFAs dominantný substrát pre tvorbu biologicky aktívnych zlúčenín – oktadekanoidov, eikosanoidov a dokosanoidov – klasifikovaných ako oxylipíny alebo PUFAnoidy. Predložená prehľadová práca sa sústreďuje len na skupinu PUFAnoidov, ktorých biologické účinky zahŕňajú “pozitívny efekt” pre bunku. Skupina omega-3 PUFAnoidov pozostáva z lipoxínov, resolvínov a protektínov. Všetky tieto biologicky aktívne lipidy sú prednostne formované metabolickou cestou prostredníctvom LOX. Predstavujú časť bunkových mechanizmov, ktoré prispievajú k odstráneniu zápalových buniek a k obnove integrity tkanív. Nový prístup k protizápalovým modelom je orientovaný na duálnu COX/LOX-inhibíciu a stimuláciu tvorby ochranných eikosanoidov a dokosanoidov, a na ich dôležitý terapeutický potenciál pri riadení molekulárnych mechanizmov v rámci chronických zápalových procesov.
The fatty acyl structure represents the major lipid building block of practically all lipids and therefore is one of the most fundamental categories of these molecules. Fatty acids (FAs) differ particularly in their chain length, number of double bonds and position of the bonds in the chain. The number of double bonds in the unsaturated molecule of FA distinguishes monounsaturated FAs (MUFAs) and polyunsaturated FAs (PUFAs). In the living cell PUFAs represent the dominant substrates for the formation of biologically active compounds – octadecanoids, eicosanoids and docosanoids – classified as oxylipins or as PUFAnoids. The present review focuses only on the groups of PUFAnoids which biological activities comprise a “positive effect” for the cell. This group of omega-3 PUFAnoids consists of lipoxins, resolvins and protectins. All these biologically active lipids are formed mainly in the LOX-pathway. They are part of the cell mechanisms that contribute to the removal of inflammatory cells and restoration of tissue integrity. A new approach to an optimal anti-inflammatory model shows orientation to the dual COX/LOX-inhibition and the stimulation of the protective eicosanoids and docosanoids formation and its considerable therapeutic potential in managing of molecular mechanisms of chronic inflammatory processes.
- Klíčová slova
- resolvins, protectins,
- MeSH
- aktivní transport MeSH
- chronická nemoc farmakoterapie MeSH
- farmakokinetika MeSH
- ikosanoidy * terapeutické užití MeSH
- inhibitory cyklooxygenasy 2 metabolismus MeSH
- inhibitory lipoxygenas metabolismus MeSH
- kyseliny mastné omega-3 metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- lipoxiny * metabolismus MeSH
- membránové lipidy MeSH
- zánět * farmakoterapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Leukotriény (LT), zahŕňajúce cysteinyl LT a LTB4, sú významné lipidové mediátory zúčastňujúce sa signalizácie v mnohých zápalových procesoch. Proces premeny kyseliny arachidónovej na leukotriény môžeme označovať ako leukotriénovú cestu. Kľúčovým enzýmom je 5-lipoxygenáza – dioxygenáza s nehémovo viazaným centrálnym iónom železa, ktorý v katalytickom komplexe s membránovým 5-lipoxygenázu aktivujúcim proteínom tvorí 5-hydroperoxyeikozatetraénovú kyselinu. V ďalších krokoch sa zapájajú leukotrién A4-hydroláza alebo leukotrién C4-syntáza. Vďaka pokroku z posledných rokov v oblasti röntgenovej štruktúrnej analýzy a odhalenia 3D štruktúry biokatalyzátorov, najmä ich aktívnych centier, sa vývoj nových liečiv výrazne urýchlil. Tento zložitý enzymaticky kontrolovaný proces ponúka viacero možností modulácie a predstavuje tak nové prístupy nielen k liečbe typických zápalových ochorení, ale aj v terapii aterosklerózy a nádorových ochorení.
Leukotrienes (LT), namely cysteinyl LT and LTB4, are potent lipid mediators taking part in the signal pathways of many inflammatory processes. The arachidonic acid transformation into leukotrienes can be signed as the leukotriene pathway. The key enzyme is 5-lipoxygenase, a dioxygenase containing a nonheme-bound ferric central ion, which in the catalytic complex with 5-lipoxygenase activating protein forms 5-hydroperoxyeicosatetraenoic acid. In the next steps this process involves leukotriene A4- -hydrolase or leukotriene C4-synthase. According to the progress in recent years in the area of X-ray structural analysis and revealed 3D structure of these biocatalysts, especially their active sites, the development of new drugs markedly accelerated. This complicated enzymatically controlled process offers several possibilities of modulation and presents new approaches to the treatment of typical inflammatory diseases as well as in the therapy of atherosclerosis and cancer.
- MeSH
- anafylaxe MeSH
- arachidonát-5-lipoxygenasa MeSH
- ateroskleróza diagnóza MeSH
- časná detekce nádoru MeSH
- časná diagnóza MeSH
- leukotrieny MeSH
- lidé MeSH
- receptory spřažené s G-proteiny MeSH
- zánět diagnóza MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Lipoxygenázy (LOX) tvoria rodinu lipidy peroxidujúcich enzýmov, ktoré katalýzou reakcie achirálnych polynenasýtených mastných kyselín s kyslíkom tvoria chirálne peroxidové produkty vysokej polohovej a priestorovej izomérnej čistoty. Štyri násobné väzby kyseliny arachidónovej, hlavného substrátu živočíšnych LOX, predstavujú miesta pre širokú škálu enzymatických modifikácií umožňujúcich vznik eikozanoidov ako unikátnych molekúl s biologickým významom. V rámci práce bola cytoplazmová LOX z pľúcneho tkaniva potkana izolovaná a purifikovaná do 40-násobného prečistenia kombináciou hydrofóbnej a gélovej chromatografie. Vznikajúce polohové hydroxy–izoméry mastných kyselín boli podrobené separácii na nepolárnom systéme (RP-HPLC) a identifikácii na polárnom adsorbente (SP-HPLC). U purifikovaného enzýmu bola dokázaná duálna polohová špecificita produkciou 12- a 15-HETE v pomere 1,0 : 1,38, ktorá zodpovedá spektru produktov cicavčej 15-LOX-1.
Lipoxygenases (LOX) represent a family of lipid peroxidising enzymes which catalyse the reaction of achiral polyunsaturated fatty acids by oxygen forming chiral peroxide products possessing high positional stereospecific purity. The four double bonds of arachidonic acid, the main substrate of animal LOX, present the position for a wide range of enzymatic modifications enabling eicosanoid creation, unique molecules with biological significance. In this study, lipoxygenase from rat lung cytoplasma was isolated and purified to 40-fold by combining hydrophobic and gel chromatography. The forming positional specific fatty acid hydroxyl-isomers were separated on a nonpolar system (RP-HPLC) and identified on a polar adsorbent (SP-HPLC). In the purified enzyme, dual positional specificity was demonstrated by the production of 12- and 15-HETE in the ratio of 1,0 : 1,38, which responds to the product spectrum of mammalian 15-LOX-1.
Lipoxygenázy (LOX, rastlinná LOX [EC 1.13.11.12], linoleate: oxygen oxidoreductase, živočíšne LOX [5-LOX, EC 1.13.11.34; 8-LOX, EC 1.13.11.40; 12-LOX, EC 1.13.11.31; 15-LOX, EC 1.13.11.33], arachidonate: oxygen oxidoreductase) sa zaraďujú do rodiny štrukturálne príbuzných dioxygenáz, ktoré obsahujú v aktívnom centre nehémové a nesulfidové železo. LOX katalyzuje polohovošpecifickú a stereošpecifickú inzerciu molekulového kyslíka do molekuly nenasýtenej mastnej kyseliny s (1Z,4Z)-penta-1,4-diénovou štrukturálnou jednotkou v alifatickom reťazci. Výsledkom tejto reakcie je tvorba konjugovaných, opticky aktívnych (S)- alebo (R)-hydroperoxidov polynenasýtených mastných kyselín. Prítomnosť LOX bola dokázaná v rastlinnej ríši, u živočíchov, ale aj u nižších organizmov, ako sú napr. huby, koraly a baktérie. Dominantným substrátom živočíšnej LOX je kyselina arachidónová, ktorá je uvoľňovaná z membránových fosfolipidov prostredníctvom fosfolipázy A2, alebo sa do bunky dostane z extracelulárneho prostredia. Produkty kaskády kyseliny arachidónovej môžu zohrávať významnú úlohu v patogenéze rozličných ochorení, ako je napr. asthma bronchiale, psoriáza a zápalové ochorenia, nádorové ochorenia, ateroskleróza, diabetes mellitus a renálne ochorenia.
Lipoxygenases (LOX, plant LOX [EC 1.13.11.12], linoleate: oxygen oxidoreductase, animal LOXs [5-LOX, EC 1.13.11.34; 8-LOX, EC 1.13.11.40; 12-LOX, EC 1.13.11.31; 15-LOX, EC 1.13.11.33], arachidonate: oxygen oxidoreductase) belong to the family of structurally related dioxygenases containing non-heme and non-sulfide iron in the active site. LOX catalyzes the regiospecific and stereospecific insertion of molecular oxygen into the molecule of unsaturated fatty acid with the (1Z,4Z)-penta-1,4-diene structural unit in its aliphatic chain. The result of this reaction is the production of conjugated optically active (S)- or (R)-hydroperoxides of polyunsaturated fatty acids. The occurrence of LOX was determined in plants, in animals, and also in lower organisms such as mushrooms, corals and bacteria. The dominant substrate of animal LOX is arachidonic acid which is released from membrane phospholipids by phospholipase A2 or enters the cell from the extracellular space. Products of the arachidonic acid cascade can play an important role in the pathogenesis of different diseases such as asthma bronchiale, psoriasis and inflammatory diseases, cancer diseases, atherosclerosis, diabetes mellitus and renal diseases.
- MeSH
- lidé MeSH
- lipoxygenasy farmakologie fyziologie chemie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
Lipoxygenases (LOX; linoleate:oxygen oxidoreductase, EC 1.13.11.12) are a family of dioxygenases that do not contain hem-bonded iron at the active site. They catalyze peroxidation of polyunsaturated fatty acids, in particular linolic and linolenic acids, which gives hydroperoxy derivatives of (9S)- or (13S)-polyunsaturated fatty acids (9-LOX or 13-LOX, respectively). Lipid peroxidation is important in plant evolution and for their response to various forms of stress, both of biotic and abiotic origin. LOX is the starting enzyme of the lipoxygenase metabolic pathway producing oxylipins such as signal molecules, antimicrobial and antifungal compounds.
