26.5: Простагландини та інші ейкозаноїди
- Page ID
- 23632
Після завершення цього розділу ви повинні мати можливість
- описати загальну будову простагландинів, а також визначити простагландин із заданого переліку органічних структур.
- виявити як мінімум дві важливі біологічні функції простагландинів.
Переконайтеся, що ви можете визначити та використовувати в контексті ключові терміни нижче.
- ейкозаноїд
- простагландин
Ейкозаноїди
Члени цієї групи структурно споріднених природних гормонів володіють надзвичайним спектром біологічної дії. Вони можуть знижувати шлункові виділення, стимулювати скорочення матки, знижувати артеріальний тиск, впливати на згортання крові та викликати алергічні реакції, схожі на астму. Оскільки їх генез в тканині організму пов'язаний з метаболізмом незамінної жирної кислоти арахадонової кислоти (5,8,11,14-ейкозатетраєнової кислоти), вони класифікуються як ейкозаноїди. Багато властивостей поширеного препарату аспірин є результатом його впливу на каскад реакцій, пов'язаних з цими гормонами. Ейкозаноїди включають простагландини, лейкотрієни та тромбоксани.
Ейкозаноїди в першу чергу називаються від кільцевої системи, присутньої в молекулі простагландину (PG), тромбоксану (TX), лейкотрієну (LT). Поширені шаблони заміщення на кільцевій системі позначені буквою в назві. Також кількість подвійних зв'язків в молекулі вказується індексним номером.
Простагландинові структури для PGA, PGD, PGE та PGF
Структури для простагландинів PGG, PGH та PGI та тромбоксанів TXA та TXB
Таким чином, молекула PGH 2 означає, що вона має кільцеву систему простагландинів із шаблоном заміщення типу H. Індексит 2 вказував на те, що молекула містить дві подвійні зв'язки.
Простагландин PGH 2
простагландини
Простагландини були вперше виявлені та виділені з сперми людини в 1930-х роках Ульфом фон Ейлером зі Швеції. Думаючи, що вони прийшли з передміхурової залози, він назвав їх простагландинами. З тих пір було визначено, що вони існують і синтезуються практично в кожній клітині організму. Простагландини, схожі на гормони тим, що вони діють як хімічні посланники, але не переміщаються на інші ділянки, а працюють прямо всередині клітин, де вони синтезуються.
Простагландини знаходяться в низьких концентраціях, розподілених у великій кількості органів, тканин та рідин організму ссавців. Вони проявляють широкий спектр фізіологічної активності і надзвичайно потужні. Їх точна біологічна роль не зовсім зрозуміла, але вони, як відомо, викликають сильні скорочення гладкої м'язової тканини (легені, матка) і знижують артеріальний тиск і рівень натрію. Простагландини також брали участь у контролі гормонів гіпофіза, що виділяються з гіпоталамуса, і в частоті «болю» як відповідь на лихоманку та запалення. Насправді, знеболююча властивість аспірину, можливо, може бути наслідком гальмування біосинтезу простагландину.
Простагландини - це ненасичені карбонові кислоти, що складаються з вуглецевого скелета 20, який також містить кільце з п'ятьма членами і засновані на простановій кислоті, яка є жирною кислотою С20, в якій є циклопентанове кільце, утворене з'єднанням положень С8 і С12.
Вони біохімічно синтезуються з жирної кислоти, арахідонової кислоти. Унікальна форма арахідонової кислоти, викликана серією подвійних зв'язків цис, допомагає поставити її в положення, щоб зробити п'ятичленне кільце простагландину.
Арахідонова кислота
Існують різноманітні функціональні групи, присутні в простагландинових структурах. Може мати одну, дві або три подвійні зв'язки. На п'ятичленному кільці також можуть бути подвійні зв'язки, кетонові або алкогольні групи. Деякі типові структури наведені нижче.
Простагландин Е2
Простагландин F 2α
Тромбоксани
Тромбоксани відіграють роль у утворенні згустків і названі за їх роль у тромбозі. Вони є сильнодіючими судинозвужувальними засобами і полегшують агрегацію тромбоцитів. Вони синтезуються в тромбоцитах, а також. Антизгортаючі ефекти аспірину мають своє коріння в пригніченні синтезу PGH2, який є попередником тромбоксанів. Найбільш поширені тромбоксани - А2 (рис. 2.217) і В2.
Тромбоксан А2 2
лейкотрієни
Ще однією групою ейкозаноїдних сполук є лейкотрієни (рис. 2.219). Як і простагландини, лейкотрієни виготовляються з арахідонової кислоти. Ферментом, що каталізує їх утворення, є диоксигеназа, відома як арахідонат 5-ліпоксигеназа. Лейкотрієни беруть участь в регулюванні імунних реакцій. Вони містяться в лейкоцитах та інших імунокомпетентних клітині, таких як нейтрофіли, моноцити, огрядні клітини, еозинофіли та базофіли. Лейкотрієни пов'язані з виробленням гістамінів і простагландинів, які виступають медіаторами запалення. Лейкотрієни також запускають скорочення в гладкій мускулатурі бронхіол. При надмірному виробництві вони можуть відігравати певну роль у астмі та алергічних реакціях. Деякі методи лікування астми спрямовані на пригнічення виробництва або дії лейкотрієнів.
Лейкотріен А 4 (ЛТА 4)
Біосинтез ейкозаноїдів
Біосинтез ейкозаноїдів починається з реакції арахідонової кислоти з O2, яка може бути каталізована двома різними ферментами циклооксигенази (ЦОГ-1 і ЦОГ-2).
У природі простагландини виникають шляхом окислювальної циклізації поліненасичених двадцятивуглецевих жирних кислот, яка починається з енантіоспецифічного видалення L-водневого атома прохіральної метиленової групи при С-13 в поєднанні з енантіоспецифічним введенням кисню в аліловому положенні С-15. Подальша циклізація і припинення шляхом додавання другої молекули кисню призводить до 15-гідропероксидного біциклічного пероксиду (ПГГ), тобто зводиться до 15-гідроксибіциклічного пероксиду (PGH). Ці проміжні продукти, відомі як ендопероксиди простагландину, були виділені і показали, що дають простагландини. Зниження пероксимоста дає PGF, тоді як диспропорція дає β-гідроксикетони PGE і PGD. Вуглеці в простагландини нумеруються від одного до двадцяти, починаючи з карбоксильного вуглецю і слідуючи системі нумерації біосинтетичних попередників жирних кислот.
Автори та атрибуція
- Template:ContribReusch
- Чарльз Охардт, заслужений професор, Елмхерстський коледж; Віртуальний Chembook
- Лейн Морш (Університет штату Іллінойс Спрінгфілд)