Войти
| Просмотр / редактирование Человека | Просмотр / редактирование мыши |
Растворимая эпоксидгидролаза (sEH) бифункциональный фермент, который у человека кодируется геном EPHX2. sEH является членом семейства эпоксидгидролаз. Этот фермент, обнаруженный как в цитозоле, так и в пероксисомах, связывается со специфическими эпоксидами и превращает их в соответствующие диолы. Другая область этого белка также обладает активностью липид-фосфатфосфатазы. Мутации в гене EPHX2 были связаны с семейной гиперхолестеринемией.
Несмотря на то, что sEH наиболее сильно экспрессируется в печени, sEH также экспрессируется в других тканях, включая сосудистый эндотелий, лейкоциты, эритроциты, гладкомышечные клетки, адипоциты и проксимальный каналец почки. В головном мозге человека фермент широко распространен, в основном в телах нейрональных клеток, а также в астроцитах и олигодендроцитах.
.
Реакции, катализируемые растворимой эпоксидгидролазой Форма sEH во внутриклеточной среде представляет собой гомодимер с двумя различными активностями в двух отдельных структурных доменах каждого мономера: С-концевая активность эпоксидгидролазы (растворимая эпоксидгидролаза : EC 3.3.2.10) и N-концевая активность фосфатазы (липид-фосфатфосфатаза : EC 3.1.3.76). sEH превращает эпоксиды, или трехчленные циклические эфиры, в соответствующие им диолы путем добавления молекулы воды. Полученные диолы более растворимы в воде, чем исходные эпоксиды, и поэтому легче выводятся из организма.
C-член-EH катализирует добавление воды к эпоксиду с образованием вицинального диола (реакция 1). Nterm-phos гидролизует сложные моноэфиры фосфата, такие как липидные фосфаты, с образованием спиртов и фосфорной кислоты (реакция 2). C-термин-EH гидролизует один важный класс липидных сигнальных молекул, который включает множество эпоксиэйкозатриеновых кислот (EET), которые обладают вазоактивными, противовоспалительными и обезболивающими свойствами.
sEH также, по-видимому, является гепоксилингидролаза, отвечающая за инактивацию эпокси-спиртовых метаболитов арахидоновой кислоты, гепоксилина A3 и гепоксина B3.
sEH был впервые идентифицирован в цитозольной фракции печени мыши через его активность на эпоксидных субстратах, таких как ювенильный гормон, и липидных эпоксидах, таких как эпоксистеарат. Было показано, что активность растворимой EH отличается от активности микросомальной эпоксидгидролазы (mEH), ранее обнаруженной с другой селективностью к субстрату и клеточной локализацией, чем у mEH. Исследования с использованием липидного эпоксида в качестве субстрата выявили эту активность в растворимой фракции множества органов, хотя и в меньшем количестве, чем в печени и почках. Активность фермента была обнаружена у кроликов, мышей, крыс и людей, и теперь считается, что она повсеместно встречается у позвоночных. Предложенный фермент был впервые назван цитозольной эпоксидгидролазой; однако после того, как он был обнаружен в пероксисомах некоторых органов, он был переименован в растворимую эпоксидгидролазу или sEH.
sEH имеет ограниченную селективность к субстрату, и не было показано, что он гидролизует токсичные вещества. или мутагенные ксенобиотики. Напротив, sEH играет важную роль в метаболизме in vivo эндогенных липидных эпоксидов, таких как EET и оксид сквалена, ключевой промежуточный продукт в синтезе холестерина. EET представляют собой липидные сигнальные молекулы, которые функционируют аутокринным и паракринным образом. Они образуются, когда арахидоновая кислота метаболизируется цитохромом p450 (CYP). Эти ферменты эпоксидируют двойные связи в арахидоновой кислоте с образованием четырех региоизомеров. Арахидоновая кислота также является предшественником простагландинов и лейкотриенов, которые продуцируются циклооксигеназами и липоксигеназами соответственно. Эти липиды играют роль в возникновении астмы, боли и воспаления и являются мишенью для нескольких фармацевтических препаратов. Рецептор или рецепторы EET не были идентифицированы, но было разработано несколько инструментов для изучения биологии EET, в том числе низкомолекулярные ингибиторы sEH, имитаторы EET и генетические модели sEH. Благодаря использованию этих инструментов, а также самих EET было обнаружено, что EET обладают противовоспалительными и вазоактивными свойствами. Было использовано несколько моделей заболевания, включая индуцированную Ang-II гипертензию и хирургические модели ишемии мозга и сердца. Также использовались модели in vitro, такие как изолированные коронарные кольца и агрегация тромбоцитов.
Предполагаемая роль sEH в регуляции гипертензии может быть использована в качестве простой модели функции sEH в почка. Здесь EET являются сосудорасширяющими, и их можно рассматривать как уравновешивающие другие сосудосуживающие сигналы. sEH гидролизует EET с образованием дигидроксиэйкозатриеновых кислот (DHET). Эти молекулы более водорастворимы и легче метаболизируются другими ферментами, поэтому сосудорасширяющий сигнал удаляется с места действия посредством экскреции, изменяя баланс сосудосуживающих и сосудорасширяющих сигналов в сторону сужения сосудов. Это изменение липидной передачи сигналов увеличивает сопротивление сосудов кровотоку и кровяному давлению. Снижая активность эпоксидгидролазы sEH и тем самым перекрывая основной путь метаболизма EET, уровни этих молекул могут быть стабилизированы или увеличены, увеличивая кровоток и уменьшая гипертензию. Это снижение активности sEH может быть достигнуто в генетических моделях, в которых sEH был нокаутирован, или с использованием низкомолекулярных ингибиторов sEH.
Эта упрощенная модель усложняется рядом факторов in vivo. EET демонстрируют разные свойства в разных сосудистых руслах. DHET легче выводятся из организма, но они еще не полностью охарактеризованы и сами могут обладать биологическими свойствами, что усложняет баланс сигналов, описанный в упрощенной модели. Помимо арахидоновой кислоты существуют эпоксиды других липидов, такие как омега-3 докозагексаеновая кислота (DHA ) и эпоксиды эйкозапентаеновой кислоты (EPA). Было показано, что эти липидные эпоксиды обладают биологическим действием in vitro, при котором они ингибируют агрегацию тромбоцитов. Фактически, в некоторых анализах они более эффективны, чем EET. Другие эпоксидированные липиды включают лейкотоксин с 18 атомами углерода и изолейкотоксин. Диэпоксид линолевой кислоты может образовывать тетрагидрофурандиолы,
sEH метаболизирует биологически активные эпоксиспиртовые метаболиты арахидновой кислоты, гепоксилин A3 (8-гидрокси-11S, 12Sepoxy- (5Z, 8Z, 14Z)) -эйкозатриеновая кислота) в триоксилин A3 (8,11,12-тригидрокси- (5Z, 9E, 14Z) -эйкозатриеновая кислота) и гепоксилин B3 (10-гидрокси-11S, 12Sepoxy- (5Z, 9E, 14Z) -эйкозатриеновая кислота) до триокслина B3 (10,11,12-тригидрокси- (5Z, 9E, 14Z) -эйкозатриеновая кислота. Эти тригидроксипродукты обычно считаются неактивными, и считается, что путь sEH ограничивает действие гепоксилинов.
Было показано, что фосфатазная активность sEH гидролизует липидные фосфаты in vitro, такие как терпен пирофосфаты или лизофосфатидные кислоты. Исследования показывают потенциальную роль sEH в регуляции биосинтеза и метаболизма холестерина в головном мозге. Если N-концевой домен sEH регулирует метаболизм холестерина, это означает, что более высокие уровни его фосфатов Активность может потенциально увеличить концентрацию холестерина в мозге. Однако его биологическая роль до сих пор неизвестна.
Посредством метаболизма EETs и других липидных медиаторов sEH играет роль в нескольких заболеваниях, включая гипертензию, гипертрофию сердца, атеросклероз, головного мозга и сердца ишемия / реперфузионное повреждение, рак и боль. Из-за его возможной роли в сердечно-сосудистых и других заболеваниях sEH рассматривается в качестве фармакологической мишени, и доступны мощные низкомолекулярные ингибиторы.
Из-за воздействия на здоровье человека sEH рассматривается как фармацевтическая цель и несколько ингибиторов сЭГ были разработаны в частном и государственном секторах. Один из таких ингибиторов, UC1153 (AR9281), был включен в фазу клинического исследования IIA для лечения гипертензии компанией Arête Therapeutics. Однако UC1153 не прошел клиническое испытание, во многом из-за его плохих фармакокинетических свойств. После этого испытания другой ингибитор sEH, GSK2256294, разработанный для хронической обструктивной болезни легких компанией GlaxoSmithKline, вступил в предварительную фазу клинического испытания фазы I среди курильщиков-мужчин с ожирением. EicOsis разрабатывает и применяет ингибиторы sEH для лечения хронической боли у людей, домашних животных и лошадей. Было показано, что ингибитор EC1728 успешно лечит ламинит у лошадей и облегчает воспалительную боль у собак и кошек, и в настоящее время он проходит клинические испытания на лошадях. Ингибитор sEH EC5026 был выбран в качестве терапевтического средства для лечения диабетической невропатии и недавно вошел в фазу 1 клинических испытаний. Таким образом, интерес к sEH как терапевтической мишени сохраняется. Было обнаружено, что другое лекарство, описанное как низкомолекулярный тромболитик с множеством механизмов действия, действует как ингибитор сЭГ, но все еще находится на ранних стадиях экспериментов.
Одно из указаний на возможное Терапевтическое значение ингибирования sEH исходит из исследований, посвященных изучению физиологически значимых однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) sEH в популяциях людей. Исследование риска развития коронарной артерии у молодых людей (CARDIA) и риск атеросклероза в сообществах (ARIC) изучает оба связанных SNP в кодирующей области sEH с ишемической болезнью сердца. В этих исследованиях были идентифицированы два несинонимичных SNP, R287Q и K55R. R287Q заменяет аргинин в положении 287 в наиболее частом аллеле на глутамин, в то время как K55R заменяет лизин в положении 55 на аргинин.. R287Q был связан с кальцификацией коронарных артерий у афроамериканцев, участвовавших в исследовании CARDIA. Аллель K55R связан с риском развития ишемической болезни сердца у европеоидов, участвующих в исследовании ARIC, где он также был связан с более высоким риском гипертонии и ишемического инсульта у мужчин гомозигот.
