Catechol-O-methyltransferase

Catechol-O-methyltransferase (COMT; EC 2.1.1.6) là một enzyme than gia vào quá trình giáng hóa catecholamine (như dopamine, epinephrine, norepinephrine), catecholestrogen và các loại thuốc cấu trúc chứa catechol. Ở người, protein catechol-O-methyltransferase được mã hóa bởi gen COMT. Hai dạng đồng phân của COMT được tạo ra: dạng ngắn (dạng hòa tan, S-COMT) và dạng dài (dạng gắn màng, MB-COMT). COMT lần đầu tiên được nhà hóa sinh Julius Axelrod phát hiện năm 1957. Catechol- O -methyltransferase có liên quan đến việc bất hoạt chất dẫn truyền thần kinh catecholamine (dopamine, epinephrine và norepinephrine). Enzym trình diện một nhóm methyl của S-adenosyl methionine (SAM) cho catecholamine. Bất kỳ hợp chất nào có cấu trúc chứa catechol (như catecholestrogen và flavonoid) đều là chất nền của COMT. Levodopa, tiền chất của catecholamine, là chất nền quan trọng của COMT. Các chất ức chế COMT (như entacapone), sẽ ngăn hợp chất levodopa khỏi bị tiếp xúc với COMT và kéo dài tác dụng của levodopa. Entacapone là một loại thuốc bổ sung, sử dụng rộng rãi trong điều trị thuốc chứa levodopa. Khi dùng thuốc ức chế dopa decarboxylase (ví dụ như carbidopa hoặc benserazide), levodopa được bảo tồn ở trạng thái tối ưu. "Tam liệu pháp" này là một tiêu chuẩn trong điều trị bệnh Parkinson. Phản ứng cụ thể được xúc tác bởi COMT như sau: Dopamine → 3-Methoxytyramin DOPAC → HVA (axit homovanillic) Norepinephrine → Normetanephrine Epinephrine → Metanephrine Dihydroxyphenylethylene glycol (DOPEG) → Methoxyhydroxyphenylglycol (MOPEG) Axit 3,4-Dihydroxymandelic (DOMA) → Axit Vanillylmandelic (VMA) Trong não, sự giáng hóa dopamine phụ thuộc COMT có tầm quan trọng đặc biệt ở các vùng não có biểu hiện vận chuyển dopamine suy giảm trước tuổi (DAT), chẳng hạn như vỏ não trước trán. (Trong PFC, dopamine cũng bị chất vận chuyển norepinephrine tiền ung thư (NET) loại bỏ và bị monoamin oxydase giáng hóa.). COMT dạng hòa tan tìm thấy ở dịch ngoại bào, mặc dù COMT ngoại bào ít vai trò hơn trong hệ thần kinh trung ương. Mặc dù COMT quan trong cho tế bào thần kinh, nhưng enzyme này chủ yếu tìm thấy ở gan. COMT là danh pháp đặt cho gen mã hóa enzyme này. Chữ O trong danh pháp viết tắt của oxy, không phải là vị trí ortho trong vòng thơm. Các chất ức chế COMT là entacapone, tolcapone, opicapone và nitecapone. Tất cả các chất này (ngoại trừ nitecapone) đều được sử dụng trong điều trị bệnh Parkinson. Nguy cơ nhiễm độc gan và rối loạn tiêu hóa liên quan hạn chế sử dụng tolcapone. Dopamine Tâm thần phân liệt O-methyltransferase ^ Flower R, Rang HP, Dale MM, Ritter JM (2007). “Figure 11-4”. Rang & Dale's pharmacology (ấn bản 6). Edinburgh: Churchill Livingstone. ISBN 978-0-443-06911-6. ^ Rang HP, Dale MM, Ritter JM, Flower RJ, Henderson G (2011). “Figure 14.4”. Rang & Dale's Pharmacology. Student consult (ấn bản 7). Elsevier Health Sciences. ISBN 978-0-7020-4504-2. ^ “Test ID: COMT: Catechol-O-Methyltransferase Genotype”. www.mayomedicallaboratories.com. Mayo Clinic: Mayo Medical Laboratories. Bản gốc lưu trữ ngày 18 tháng 9 năm 2008. Truy cập ngày 16 tháng 11 năm 2016. ^ Grossman MH, Emanuel BS, Budarf ML (tháng 4 năm 1992). “Chromosomal mapping of the human catechol-O-methyltransferase gene to 22q11.1----q11.2”. Genomics. 12 (4): 822–5. doi:10.1016/0888-7543(92)90316-K. PMID 1572656. ^ Tai CH, Wu RM (tháng 2 năm 2002). “Catechol-O-methyltransferase and Parkinson's disease”. Acta Medica Okayama. 56 (1): 1–6. PMID 11873938. ^ Axelrod J (tháng 8 năm 1957). “O-Methylation of Epinephrine and Other Catechols in vitro and in vivo”. Science. 126 (3270): 400–1. doi:10.1126/science.126.3270.400. PMID 13467217. ^ Ruottinen HM, Rinne UK (tháng 11 năm 1998). “COMT inhibition in the treatment of Parkinson's disease”. Journal of Neurology. 245 (11 Suppl 3): P25–34. doi:10.1007/PL00007743. PMID 9808337.      Goetz CG (tháng 5 năm 1998). “Influence of COMT inhibition on levodopa pharmacology and therapy”. Neurology. 50 (5 Suppl 5): S26–30. doi:10.1212/WNL.50.5_Suppl_5.S26. PMID 9591519. ^ Brodal P (2016). “Chapter 5: Neurotransmitters and their receptors”. The Central Nervous System. Oxford University Press. tr. 75. ISBN 978-0-19-022896-5. ^ Scheggia D, Sannino S, Scattoni ML, Papaleo F (tháng 5 năm 2012). “COMT as a drug target for cognitive functions and dysfunctions”. CNS & Neurological Disorders Drug Targets. 11 (3): 209–21. doi:10.2174/187152712800672481. PMID 22483296. ^ Diaz-Asper CM, Weinberger DR, Goldberg TE (tháng 1 năm 2006). “Catechol-O-methyltransferase polymorphisms and some implications for cognitive therapeutics”. NeuroRx. 3 (1): 97–105. doi:10.1016/j.nurx.2005.12.010. PMC 3593358. PMID 16490416. ^ Schacht, Joseph P. (tháng 10 năm 2016). “COMT val158met moderation of dopaminergic drug effects on cognitive function: A critical review”. Pharmacogenomics Journal. 16 (5): 430–438. doi:10.1038/tpj.2016.43. PMC 5028240. PMID 27241058. ^ Juarez B, Han MH (tháng 9 năm 2016). “Diversity of Dopaminergic Neural Circuits in Response to Drug Exposure”. Neuropsychopharmacology. 41 (10): 2424–46. doi:10.1038/npp.2016.32. PMC 4987841. PMID 26934955. ^ Nissinen E biên tập (2010). Basic Aspects of Catechol-O-Methyltransferase and the Clinical Applications of its Inhibitors. Academic Press. tr. 34. ISBN 978-0-12-381327-5 – qua Google books. ^ Chen J, Song J, Yuan P, Tian Q, Ji Y, Ren-Patterson R, Liu G, Sei Y, Weinberger DR (tháng 10 năm 2011). “Orientation and cellular distribution of membrane-bound catechol-O-methyltransferase in cortical neurons: implications for drug development”. The Journal of Biological Chemistry. 286 (40): 34752–60. doi:10.1074/jbc.M111.262790. PMC 3186432. PMID 21846718. The cellular distribution of MB-COMT in cortical neurons remains unclear and the orientation of MB-COMT on the cellular membrane is controversial. ^ Schott BH, Frischknecht R, Debska-Vielhaber G, John N, Behnisch G, Düzel E, Gundelfinger ED, Seidenbecher CI (2010). “Membrane-Bound Catechol-O-Methyl Transferase in Cortical Neurons and Glial Cells is Intracellularly Oriented”. Frontiers in Psychiatry. 1: 142. doi:10.3389/fpsyt.2010.00142. PMC 3059651. PMID 21423451. It has been a matter of debate whether in neural cells of the CNS the enzymatic domain of MB-COMT is oriented toward the cytoplasmic or the extracellular compartment. ^ Golan DE, Tashjian AH (ngày 15 tháng 12 năm 2011). Principles of pharmacology (ấn bản 3). Philadelphia: Wolters Kluwer Health. ISBN 978-1-60831-270-2. OCLC 705260923. ^ Bonifácio MJ, Palma PN, Almeida L, Soares-da-Silva P (2007). “Catechol-O-methyltransferase and its inhibitors in Parkinson's disease”. CNS Drug Reviews. 13 (3): 352–79. doi:10.1111/j.1527-3458.2007.00020.x. PMC 6494163. PMID 17894650. ^ Jatana N, Apoorva N, Malik S, Sharma A, Latha N (tháng 1 năm 2013). “Inhibitors of catechol-O-methyltransferase in the treatment of neurological disorders”. Central Nervous System Agents in Medicinal Chemistry. 13 (3): 166–94. doi:10.2174/1871524913666140109113341. PMID 24450388. Two of the nitrocatechols, entacapone... and tolcapone... have been demonstrated to reduce the dose of L-DOPA required and also cause improvement in clinical symptoms, although tolcapone emerged to be more efficacious due to its greater bioavailability and a longer half-life when compared to entacapone. However, tolcapone is clinically restricted owing to its increased hepatotoxicity and other related digestive disorders. Trendelenburg U (1991). “The interaction of transport mechanisms and intracellular enzymes in metabolizing systems”. Journal of Neural Transmission. Supplementum. 32: 3–18. doi:10.1007/978-3-7091-9113-2_1. ISBN 978-3-211-82239-5. PMID 2089098. Zhu BT (tháng 10 năm 2002). “On the mechanism of homocysteine pathophysiology and pathogenesis: a unifying hypothesis”. Histology and Histopathology. 17 (4): 1283–91. PMID 12371153. Oroszi G, Goldman D (tháng 12 năm 2004). “Alcoholism: genes and mechanisms”. Pharmacogenomics. 5 (8): 1037–48. doi:10.1517/14622416.5.8.1037. PMID 15584875. Fan JB, Zhang CS, Gu NF, Li XW, Sun WW, Wang HY, Feng GY, St Clair D, He L (tháng 1 năm 2005). “Catechol-O-methyltransferase gene Val/Met functional polymorphism and risk of schizophrenia: a large-scale association study plus meta-analysis”. Biological Psychiatry. 57 (2): 139–44. doi:10.1016/j.biopsych.2004.10.018. PMID 15652872. Tunbridge EM, Harrison PJ, Weinberger DR (tháng 7 năm 2006). “Catechol-O-methyltransferase, cognition, and psychosis: Val158Met and beyond”. Biological Psychiatry. 60 (2): 141–51. doi:10.1016/j.biopsych.2005.10.024. PMID 16476412. Craddock N, Owen MJ, O'Donovan MC (tháng 5 năm 2006). “The catechol-O-methyl transferase (COMT) gene as a candidate for psychiatric phenotypes: evidence and lessons”. Molecular Psychiatry. 11 (5): 446–58. doi:10.1038/sj.mp.4001808. PMID 16505837. Frank MJ, Moustafa AA, Haughey HM, Curran T, Hutchison KE (tháng 10 năm 2007). “Genetic triple dissociation reveals multiple roles for dopamine in reinforcement learning”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (41): 16311–6. doi:10.1073/pnas.0706111104. PMC 2042203. PMID 17913879. Greenberg, Gary (ngày 7 tháng 11 năm 2018). “What If the Placebo Effect Isn't a Trick?”. New York Times Magazine. MeSH Catechol+O-Methyltransferase Overview of all the structural Thông tin bằng the