结构生物化学/环氧合酶
COX-2（环氧合酶）是我们体内的一种酶，对形成重要的生物介质（称为前列腺素类）至关重要。前列腺素类是一类信号分子，包括前列腺素、血栓烷和前列环素。前列腺素类是造成我们体内炎症的原因。
COX酶有两个活性位点，分别是血红素基团和环氧合酶位点。血红素基团具有过氧化物酶活性，负责将PGG2还原为PGH2。另一个活性位点，环氧合酶位点，是花生四烯酸转化为氢过氧化物内过氧化物前列腺素（表示为PGG2）的地方。COX通过将花生四烯酸转化为前列腺素发挥作用，前列腺素是2系列前列腺素类的前体。过氧化物酶活性位点产生酪氨酸自由基，然后从花生四烯酸中提取一个H原子，生成花生四烯酸自由基。然后，两个氧分子与花生四烯酸自由基反应，生成PGG2。目前已知环氧合酶（COX）有三种同工酶。这三种同工酶分别是COX-1、COX-2和COX-3。COX-3是COX-1酶的剪接变体，这意味着COX-3与COX-1具有相似的遗传密码。COX-3保留了COX-1酶的第一个内含子，并发生了移码突变，导致它与COX-1发生变异。因此，COX-3通常被称为COX-1b或COX-1变体。根据组织类型不同，组织内表达的COX-1和COX-2酶的含量也不同。两种酶具有相似的功能，因此以类似的方式起作用。然而，选择性抑制可能导致副作用不同。COX-1存在于大多数哺乳动物细胞中，被认为是一种组成型酶，这意味着这种酶不受抑制或诱导的控制。COX-1在所有生理条件下均由细胞组成型产生。与COX-1相反，COX-2是一种诱导型酶，这意味着它在活化细胞和巨噬细胞中含量丰富。COX-2在炎症部位也含量丰富。COX-2在正常细胞中不可检测，最近发现COX-2在许多癌肿中上调。这意味着COX-2可能在肿瘤形成中发挥积极作用。
COX-1和COX-2之间显著的差异在于，COX-1在第523位具有氨基酸异亮氨酸，而COX-2则具有缬氨酸。缬氨酸比异亮氨酸小，这就是COX-2能够进入酶中疏水侧袋的原因。由于较大的异亮氨酸的位阻作用，COX-1无法进入这个侧袋。COX-2的这种特殊特性使DuP-697等药物分子能够通过与该位点结合来抑制COX-2。这一发现使人们能够生产出被称为选择性COX-2抑制剂的药物，因为它们能够抑制COX-2而不会干扰COX-1的活性。
主要的COX抑制剂被称为非甾体抗炎药，通常简称为NSAIDs。NSAIDs对抑制哪种COX酶没有选择性，因此会抑制所有COX酶。这既有有利也有不利的一面。通过抑制COX-2，NSAIDs具有减轻炎症和抗热、抗血栓和止痛的作用。然而，由于NSAIDs也会抑制COX-1的活性，因此可能会引起胃部刺激等负面副作用。COX-1负责产生保护胃肠道的必需黏液。通过抑制COX-1的活性，黏液的产生也会受到抑制，这可能会对胃肠道产生负面影响。
对新型药物的研究导致了发现选择性抑制COX-2而对COX-1影响不大的药物。COX-2通常特异性地位于炎症组织中，这就是为什么与COX-2抑制相关的胃溃疡风险较低的原因。这些选择性抑制剂是塞来昔布等关节炎药物中的常见成分。最近的研究表明，COX-2抑制与心血管疾病（如心肌梗塞）的风险增加之间存在关联。万络是另一种包含选择性COX-2抑制剂的药物，但由于最近发现COX-2抑制可能会导致中风和心肌梗塞的风险增加，因此已从市场上撤回。
神经学家一直在研究COX-2的活性及其对帕金森病的潜在影响。研究人员认为，COX-2抑制剂可能保护神经元，这对帕金森病很重要，因为这种疾病的特征是神经元死亡。帕金森病与COX-2之间的关联在于，这些酶负责脑部受损组织的炎症。研究人员注意到，炎症在帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病中发挥着关键作用。许多人认为，抑制COX-2酶可能有助于阻止帕金森病并降低患阿尔茨海默病的风险。
哥伦比亚大学的教职工成员对被诊断为帕金森病的患者的遗体大脑进行了研究。研究发现，这些患者的多巴胺神经元中COX-2酶的含量比没有患病的人高。还发现多巴胺神经元受到帕金森病的损害最大。还对小鼠进行了研究，以测试COX-2在类似帕金森病的疾病中的重要性。这进一步证实，类似帕金森病的疾病会导致多巴胺神经元中COX-2水平升高。当使用选择性抑制剂降低COX-2酶的活性时，小鼠的多巴胺神经元得以存活。尽管COX-2酶可能是导致神经元枯竭的原因，但目前尚不清楚是什么导致了与帕金森病相关的常见炎症。当去除COX-2酶时，有更多的多巴胺神经元存活，但炎症并没有减少。由此可以推断，COX-2酶不会通过炎症杀死神经元。关于COX-2酶损害神经元的另一种理论是，COX-2使多巴胺神经元中的其他分子氧化，然后这些分子与其他分子反应，从而损害细胞中的其他成分。最终，这种反应性和过度的损害将导致多巴胺神经元的死亡。
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