[생화학] 20.3 : Eicosanoid의 생합성

 

 

이번 포스트에서는 eicosanoid의 생합성 과정에 대해 알아보자.

 

 

Eicosanoid hormone에는 prostaglandin, leukotriene, thromboxane 등이 포함되며, 이들은 arachidonate로부터 만들어짐. arachidonate는 원래 membrane의 phospholipid에 incorporation되어있는데, hormone 등에 의한 response로 phospholipase A2가 activation되면 arachidonate가 membrane으로부터 release되어서 다른 Eicosanoid로의 further conversion이 일어나게 됨.

 

 

 

 

위 그림에는 Arachidonate가 Eicosanoid로 conversion되는 과정이 나타나 있음. 보면 우선 arachidonate가 포함되어 있는 phospholipid에 phospholipase A2가 작용해서 lysophospholipid가 떨어져나가며 acyl chain 하나가 분리되어 Arachidonate가 형성됨. 이어서 COX(cyclooxygenase)의 cyclooxygenase activity에 의해 2분자의 산소가 들어가며 PGG2가 만들어짐. 이어서 COX의 peroxidase activity에 의해 결과적으로 PGH2가 만들어지게 됨. 이어서 PGH2는 다른 prostaglandin으로 변환되거나, 혹은 thromboxane들로 변환될 수 있음.

 

 

사실 COX에는 2가지 isoform이 있음. 우선 COX-1에 의해 만들어지는 prostaglandin은 gastric mucin secretion을 regulation하는 기능을 가지고 있음. 다음으로 COX-2에 의해 만들어지는 prostaglandin은 pain, inflammation, fever에 관여하게 됨. 이 때 COX-2를 inhibition시켜서 anti-inflammatory한 effect를 유발시키는 약물이 NSAIDs(non-steroidal anti-inflammatory drugs)이며, 대표적인 예로 aspirin, ibuprofen, acetaminophen 등이 있음.

 

 

 

 

위 그림상에는 NSAID 계열 drug들의 작동 방식이 나타나 있음. 이 중 Aspirin(acetylsalicylate)의 경우 COX enzyme의 두 isoform 모두의 active site에 있는 Ser residue를 acetylation시켜버려서 inactivation시켜버림. 한편 Ibuprofen과 Naproxen의 경우 COX의 substrate와 매우 유사한 structure를 가지고 있어서 두 COX isozyme 모두에 대해 competitive inhibitor로 작용하게 됨.

 

 

 

 

한편 Arachidonate에 COX 대신 lipoxygenase가 작용할 시 위와 같이 linear한 form 상에서 oxygenation이 일어날 수도 있음. (앞서 COX에 의한 합성 과정이 cyclic eicosanoid synthesis였다면, 이 경우 linear eicosanoid synthesis임) 보면 lipoxygenase에 의해 산소가 linear chain의 12번에 첨가되어 12-HPETE→leukotriene으로 변할수도 있고 산소가 3번에 첨가되어서 5-HPETE→leukotriene A4→LTC4→LTD4로 변할수도 있음.

 

 

 

다음 포스트에서는 fat, phospholipid의 생합성 과정에 대해 알아보자.