Humphrey于1935年在研究“笑氣”(N2O)時(shí)發(fā)現(xiàn)一氧化氮(nitricoxide,NO)以來(lái),NO一直被看作是對(duì)生物有毒的簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)分子。NO在常溫下為氣體,水中溶解度很小,僅1mmol/L,極易透過(guò)細(xì)胞膜擴(kuò)散,NO擁有額外電子,具有高度的化學(xué)反應(yīng)能力,在生物組織中半壽期僅有幾秒種。近年來(lái)研究表明,NO作為可能的突觸前遞質(zhì)和突觸后逆信使在神經(jīng)系統(tǒng)信息傳遞和發(fā)音中起作用;NO作為生物信使分子也在機(jī)體免疫和血液血壓調(diào)節(jié)中起著重要作用。
一、NO的自由性質(zhì)
在NO分子中,N原子外層有五個(gè)電子,O原子外層有六個(gè)電子,形成共價(jià)鍵后,在分子軌道上含有不成對(duì)電子(:N::O:),因此它是自由基,不穩(wěn)定,半壽期短,易生成過(guò)氧亞硝基陰quanxiangyun.cn/shiti/離子ONOO-,質(zhì)子化后很快分解生成HO和NO2自由基,在生物體內(nèi)還可生成一系列的quanxiangyun.cn/zhicheng/具有生物功能的自由基和硝基化合物。
二、NO的生成
NO在體內(nèi)經(jīng)一氧化氮合酶(nitricoxide synthase,NOS)的作用才能生成。NOS以L-精氨酸(L-Arg)和分子氧為底物,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)為輔因子提供電子,由黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和四喋呤傳遞電子,生成中間體對(duì)羥基-精氨酸,然后形成NO和L-胍氨酸(L-Citr),其中NOS是NO生成的最主要的限速因子。
三、一氧化氮合酶
NOS由1025個(gè)氨基酸殘基組成,分子量為13.3kD。NOS廣泛分布于機(jī)體內(nèi)。按其存在的細(xì)胞類型不同,NOS可以為三種類型,即神經(jīng)型NOS(nNOS)、內(nèi)皮型NOS(eNOS)和誘導(dǎo)型NOS(iNOS)。nNOS存在于視網(wǎng)膜、植物神經(jīng)纖維、大腦皮層、海馬、垂體后葉、丘腦、嗅球區(qū)粒細(xì)胞層、骨骼肌細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞。iNOS存在于肝細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞。eNOS存在于血管內(nèi)皮、支氣管內(nèi)皮和海馬錐體細(xì)胞層。按同工酶分類,NOS可分為同工酶Ⅰ(NOSⅠ),又稱為神經(jīng)型(nNOS),主要分布在神經(jīng)元的上皮細(xì)胞中。同工酶Ⅱ(NOSⅡ),又稱為誘導(dǎo)型(iNOS),主要分布在細(xì)胞因子誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中;同工酶Ⅲ(NOSⅢ)又稱為內(nèi)皮型(eNOS),主要分布在內(nèi)皮細(xì)胞中。
利用特異的DNA探針已經(jīng)證明NOSⅠ、Ⅱ、Ⅲ基因分別定位于12號(hào)(12q24.2~24.3)、17號(hào)(17p11~17q11)、7號(hào)(7q35~36)染色體。
根據(jù)克隆及cDNA結(jié)果推測(cè),NOSⅠ的mRNA長(zhǎng)度>10kb,而其編碼基因>100kb,其基因詳細(xì)結(jié)構(gòu)不清楚。人NOSⅡ基因全長(zhǎng)37kb,由26個(gè)外顯子組成,人NOSⅢ基因全長(zhǎng)21kb,由26個(gè)外顯子組成。