一氧化氮合酶

一氧化氮是一种反应性自由基气体，可以充当细胞内或细胞外信使。它既可以作为一种自体有效物质、旁分泌物质或神经递质在局部起作用，同时也能以受保护的复合物或前体药的形式进行携带和递送，从而作用于远端靶标。因此，它是一种非常独特的信号分子。它由L-精氨酸通过精氨酸通过一氧化氮合酶亚型（NOS 1-3）家族的作用形成。这些酶是在三个不同染色体上编码的独立基因产物。这三种亚型具有约50-60％的同源性，并且每种亚型在物种之间具有相当大的同源性（约90％）。在不同亚型上，可以发生多种共翻译和翻译后修饰，其中包括磷酸化、豆蔻酰化和棕榈酰化，并且每种修饰都可以影响它们的亚细胞定位和/或活性。该酶家族与细胞色素P450具有相当大的同源性，都具有氧化酶和还原酶结构域，并且需要复合共底物和辅因子的参与，其中包括血红素、O₂、NADPH、FAD、FMN、四氢生物蝶呤以及钙调蛋白。这些酶亚型的活性形式为同型二聚体，并能够催化L-精氨酸的胍基氮氧化成一氧化氮。该反应的另一个产物是瓜氨酸。

大多数细胞类型和组织具有一种或多种NOS亚型。每种NOS亚型在各种组织和生物过程中的调节和作用是一个活跃的研究领域，通过研究可以开发出NOS亚型的选择性和特异性抑制剂。由中枢神经元或外周神经元中的NOS-1（nNOS）形成的一氧化氮可以作为神经递质起作用，特别是在NANC（非肾上腺素能和非胆碱能）神经元中。除非其形成过程已被内毒素和/或促炎细胞因子（如IL-1、干扰素-γ或TNF-α）诱导，NOS-2或诱导型NOS（iNOS）则被认为可能不存在于细胞和组织中。在有或没有过氧亚硝酸盐形成的情况下，通过该亚型形成的一氧化氮可以参与抗微生物活性、细胞毒性和/或炎症反应。内皮细胞中NOS-3（eNOS）形成的一氧化氮解释了内皮依赖性血管扩张剂对血管舒张和血小板粘附和聚集减少的影响。

上述这些和许多其他一氧化氮的作用是通过增加的环状GMP的形成（由于可溶性鸟苷酸环化酶活化）所介导的。因此，通过环状GMP形成的一氧化氮可以调节蛋白激酶G的活性、蛋白磷酸化以及许多其他生物过程。然而，一氧化氮的部分作用（例如其抗微生物、细胞毒性和炎症效应）不依赖于环状GMP，并且可能是由一氧化氮与过渡金属、硫醇基团和其他自由基（如超氧阴离子）的相互作用而引起的。这些复合物可能改变大分子的结构或功能。一些复合物可能充当一氧化氮储库或“前体药”的角色，在适当的条件下释放一氧化氮。

一氧化氮和环状GMP在细胞信号传导中的作用一直是生物学中发展最快的领域之一，自1977年描述一氧化氮的第一次生物学效应以来，已有大约70,000种出版物对其进行报道。虽然该领域呈指数级增长，但许多重要问题仍未解决。这些重要信使和信号分子的形成、功能和代谢机制仍有待回答。幸运的是，许多可以改变它们的形成、代谢和功能的化合物的存在，显著刺激了该领域的研究。

下表包含公认的调节剂和其他信息。有关其他产品列表，请参阅下面的 “类似产品”部分。

缩写：

FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸
FMN：黄素腺嘌呤单核苷酸
NADPH： β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸
1400W：N-(3-(氨甲基)苄基)乙脒