Les prostaglandines sont des hormones synthétisées localement et interviennent dans le processus d'inflammation. Ce sont des molécules formées à partir de l'acide arachidonique par intervention de la cyclooxygenase (COX) qui est une enzyme bifonctionnelle, catalysant à la fois la cyclooxygénation (cyclooxygenase) et peroxydation (peroxydase). A partir de la membrane cellulaire, l'acide arachidonique est attiré dans une structure sous forme de 'canal' au niveau de la COX où il sera transformé. Un hème joue un rôle capital dans la catalyse. L'aspirine (acide acétylsalicylique), en fixant sa partie acétyl sur la serine 530 inhibe, de façon irréversible, la COX. Il en résulte l'abolition des effets des prostaglandines, dont l'inflammation.

Les prostaglandines sont des médiateurs de l'inflammation. Elles sont synthétisées à partir des phospholipides membranaires fournissant l'acide arachidonique (acide en C20, voir structure en JMOL de l'acide arachidonique) qui subit une bis-oxygénation pour avoir la PGG2 et une réduction de cette dernière par peroxydation (réaction par la peroxydase).

Ces deux réactions sont catalysées par la même enzyme: la cyclooxygenase (COX), appelée aussi PGH synthase. La catalyse est effectuée en 6 étapes:

Cyclooxygenase sous plusieurs isoformes ?

La cyclooxygenase (COX) est une enzyme bifonctionnelle. Elle existe sous plusieurs isoformes COX-1, COX-2, COX-3 qui sont des formes de la même enzyme. Mais diffèrent par des propriétés catalytiques (exemple: la COX-2 préfère mieux le substrat 2-arachidonyl glycérol). Aussi la COX-1 est dite 'forme constitutive', la COX-2 est une 'forme induite'.

Cyclooxygenase et médicaments inhibiteurs. Cas de l'aspirine

La COX est inhibée par une famille de médicaments connus par les anti-inflammatoires non stéroïdiens (NSAIDs: non-steroidal anti-inflammatory drugs) comme l'aspirine (acide acétylsalicylique, voir structure aspirine 3D en JMOL).

L'aspirine est un donneur du groupe acétyl (devenant acide salicylique). L'acétyl se fixe sur le groupe OH de la sérine (un acide aminé de la cyclooxygenase). La COX se trouve ainsi inhibée de façon irréversible (applications des inhibiteurs).

Le site actif de la cyclooxygenase (ici COX-1) fait intervenir l'acide aminé Glu 324 qui permet l'ionisation de Arg 120 devant fixer l'acide arachidonique (ou certains anti-inflammatoires) grâce à sa fonction carboxylique terminale. La serine Ser 530 sera acétylée lors de la liaison de l'enzyme avec l'aspirine. La tyrosine Tyr 385 joue un rôle essentiel dans la catalyse. Par interaction avec le fer de L'hème, il forme un radical tyrosyl. Les acides aminés Tyr 355 et Arg 120 constituent un rétricissement du canal hydrophobe.

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