Ett forskargrupp från Friedrich Schiller University of Jena (Tyskland) och Louisiana State University har klargjort den molekylära mekanismen bakom den antiinflammatoriska effekten av en naturlig produkt från rökelsharts. Enzymet 5-lipoxygenas spelar en nyckelroll, omprogrammering av det normalt proinflammatoriska enzymet till ett antiinflammatoriskt protein.

Det var en gång, de tre kungarna förde värdefulla gåvor till det nyfödda barnet Jesus:liksom guld och myrra, de hade också rökelse. "Även i dag, rökelse är en värdefull gåva, "säger professor Oliver Werz vid Friedrich Schiller University, även om han inte riktigt tänker på den bibliska citeringen av rökelse. "Hartset som extraheras från barken på rökelsesträdet innehåller antiinflammatoriska ämnen som gör det lämpligt för behandling av sjukdomar som astma, reumatoid artrit eller neurodermatit, bland andra, " han förklarar.

Apotekaren Werz och hans team har undersökt den antiinflammatoriska effekten av rökelsharts och dess komponenter i flera år. Nu, tillsammans med kollegor i USA, forskarna vid Jena -universitetet har lyckats avslöja den molekylära mekanismen för boswellinsyra, ett ämne som är ansvarigt för den antiinflammatoriska effekten av rökelse. De presenterar sina resultat i det aktuella numret av specialistjournalen Naturkemisk biologi .

Kristallstrukturanalyser avslöjar var aktiva ämnen riktar sig mot det inflammatoriska enzymet

Enzymet 5-lipoxygenas spelar en nyckelroll i effekten av rökelse. "Det har varit känt i mer än 40 år att detta enzym främjar bildandet av leukotriener, en viktig grupp av inflammatoriska mediatorer i människokroppen, "förklarar Werz. Men i sin nuvarande tidning, forskargruppen har för första gången kunnat klargöra och avbilda kristallstrukturen för detta centrala inflammatoriska enzym med bundna hämmare. Bilderna av kristallstrukturen möjliggör detaljerade studier av enzymet och dess interaktion med aktiva substanser, liksom utvecklingen av nya antiinflammatoriska läkemedel.

Och det är precis vad Werz och hans kollegor har gjort. Förutom zileuton, ett antiinflammatoriskt läkemedel som används för att behandla astma, forskarna har kombinerat enzymet med olika naturprodukter och analyserat kristallstrukturerna i de resulterande komplexen. Resultatet överraskade initialt forskarna:Medan andra naturliga produkter dockar direkt till enzymets aktiva plats på ett liknande sätt som zileuton, och därmed hämmar dess funktion, boswellinsyra binder till en annan plats i enzymmolekylen, långt från den aktiva webbplatsen. "Dock, denna bindning leder till strukturella förändringar i den aktiva platsen, och detta hämmar också enzymaktiviteten, säger Werz.

Dominoeffekt i enzymstrukturen

Därför, dessa strukturförändringar som utlöses av rökelsekomponenten har redan en antiinflammatorisk effekt. "Men påverkan av boswellinsyra går långt bortom detta, "säger Dr Jana Gerstmeier. Apotekaren från Werz team är en av studiens två huvudförfattare." Denna bindning skapar en dominoeffekt, vilket också orsakar en förändring av enzymets specificitet, "Säger Gerstmeier. I stället för att katalysera syntesen av proinflammatoriska leukotriener, 5-lipoxygenas producerar antiinflammatoriska ämnen under påverkan av boswellinsyra. "Det betyder, i enkla termer, att rökelsekomponenten omprogrammerar det inflammatoriska enzymet till ett antiinflammatoriskt enzym. "

Enligt författarna till studien, dessa fynd kan nu användas å ena sidan för att testa boswellinsyrorna från rökelse i relevanta sjukdomsmodeller, och kanske senare för att utveckla dem som ett läkemedel för att behandla inflammatoriska sjukdomar. Å andra sidan, tack vare det nyupptäckta bindningsstället på 5-lipoxygenas, andra potentiella läkemedel kan utvecklas och deras effektivitet som antiinflammatoriska medel testas i experiment.