結構生物化學/環氧合酶
COX-2（環氧合酶）是我們體內的一種酶，對形成重要的生物介質（稱為前列腺素類）至關重要。前列腺素類是一類訊號分子，包括前列腺素、血栓烷和前列環素。前列腺素類是造成我們體內炎症的原因。
COX酶有兩個活性位點，分別是血紅素基團和環氧合酶位點。血紅素基團具有過氧化物酶活性，負責將PGG2還原為PGH2。另一個活性位點，環氧合酶位點，是花生四烯酸轉化為氫過氧化物內過氧化物前列腺素（表示為PGG2）的地方。COX透過將花生四烯酸轉化為前列腺素髮揮作用，前列腺素是2系列前列腺素類的前體。過氧化物酶活性位點產生酪氨酸自由基，然後從花生四烯酸中提取一個H原子，生成花生四烯酸自由基。然後，兩個氧分子與花生四烯酸自由基反應，生成PGG2。目前已知環氧合酶（COX）有三種同工酶。這三種同工酶分別是COX-1、COX-2和COX-3。COX-3是COX-1酶的剪接變體，這意味著COX-3與COX-1具有相似的遺傳密碼。COX-3保留了COX-1酶的第一個內含子，併發生了移碼突變，導致它與COX-1發生變異。因此，COX-3通常被稱為COX-1b或COX-1變體。根據組織型別不同，組織內表達的COX-1和COX-2酶的含量也不同。兩種酶具有相似的功能，因此以類似的方式起作用。然而，選擇性抑制可能導致副作用不同。COX-1存在於大多數哺乳動物細胞中，被認為是一種組成型酶，這意味著這種酶不受抑制或誘導的控制。COX-1在所有生理條件下均由細胞組成型產生。與COX-1相反，COX-2是一種誘導型酶，這意味著它在活化細胞和巨噬細胞中含量豐富。COX-2在炎症部位也含量豐富。COX-2在正常細胞中不可檢測，最近發現COX-2在許多癌腫中上調。這意味著COX-2可能在腫瘤形成中發揮積極作用。
COX-1和COX-2之間顯著的差異在於，COX-1在第523位具有氨基酸異亮氨酸，而COX-2則具有纈氨酸。纈氨酸比異亮氨酸小，這就是COX-2能夠進入酶中疏水側袋的原因。由於較大的異亮氨酸的位阻作用，COX-1無法進入這個側袋。COX-2的這種特殊特性使DuP-697等藥物分子能夠透過與該位點結合來抑制COX-2。這一發現使人們能夠生產出被稱為選擇性COX-2抑制劑的藥物，因為它們能夠抑制COX-2而不會干擾COX-1的活性。
主要的COX抑制劑被稱為非甾體抗炎藥，通常簡稱為NSAIDs。NSAIDs對抑制哪種COX酶沒有選擇性，因此會抑制所有COX酶。這既有有利也有不利的一面。透過抑制COX-2，NSAIDs具有減輕炎症和抗熱、抗血栓和止痛的作用。然而，由於NSAIDs也會抑制COX-1的活性，因此可能會引起胃部刺激等負面副作用。COX-1負責產生保護胃腸道的必需黏液。透過抑制COX-1的活性，黏液的產生也會受到抑制，這可能會對胃腸道產生負面影響。
對新型藥物的研究導致了發現選擇性抑制COX-2而對COX-1影響不大的藥物。COX-2通常特異性地位於炎症組織中，這就是為什麼與COX-2抑制相關的胃潰瘍風險較低的原因。這些選擇性抑制劑是塞來昔布等關節炎藥物中的常見成分。最近的研究表明，COX-2抑制與心血管疾病（如心肌梗塞）的風險增加之間存在關聯。萬絡是另一種包含選擇性COX-2抑制劑的藥物，但由於最近發現COX-2抑制可能會導致中風和心肌梗塞的風險增加，因此已從市場上撤回。
神經學家一直在研究COX-2的活性及其對帕金森病的潛在影響。研究人員認為，COX-2抑制劑可能保護神經元，這對帕金森病很重要，因為這種疾病的特徵是神經元死亡。帕金森病與COX-2之間的關聯在於，這些酶負責腦部受損組織的炎症。研究人員注意到，炎症在帕金森病和阿爾茨海默病等神經退行性疾病中發揮著關鍵作用。許多人認為，抑制COX-2酶可能有助於阻止帕金森病並降低患阿爾茨海默病的風險。
哥倫比亞大學的教職工成員對被診斷為帕金森病的患者的遺體大腦進行了研究。研究發現，這些患者的多巴胺神經元中COX-2酶的含量比沒有患病的人高。還發現多巴胺神經元受到帕金森病的損害最大。還對小鼠進行了研究，以測試COX-2在類似帕金森病的疾病中的重要性。這進一步證實，類似帕金森病的疾病會導致多巴胺神經元中COX-2水平升高。當使用選擇性抑制劑降低COX-2酶的活性時，小鼠的多巴胺神經元得以存活。儘管COX-2酶可能是導致神經元枯竭的原因，但目前尚不清楚是什麼導致了與帕金森病相關的常見炎症。當去除COX-2酶時，有更多的多巴胺神經元存活，但炎症並沒有減少。由此可以推斷，COX-2酶不會透過炎症殺死神經元。關於COX-2酶損害神經元的另一種理論是，COX-2使多巴胺神經元中的其他分子氧化，然後這些分子與其他分子反應，從而損害細胞中的其他成分。最終，這種反應性和過度的損害將導致多巴胺神經元的死亡。
1. http://www.sciencedaily.com/releases/2003/04/030408085115.htm
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Cyclooxygenase
3. http://www.sigmaaldrich.com/life-science/biochemicals/biochemical-products.html?TablePage=14573022