Syntaza tlenku azotu
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/2nsi.jpg/300px-2nsi.jpg)
Syntaza tlenku azotu (NOS, EC 1.14.13.39) – enzym przeprowadzający reakcję syntezy tlenku azotu(II) z reszty azotowej aminokwasu L-argininy w obecności NADPH i tlenu cząsteczkowego. NOS jest jedynym znanym białkiem enzymatycznym wiążącym się z FAD, FMN, hemem, tetrahydrobiopteryną (BH4) i kalmoduliną.
Klasyfikacja
Obecności NOS w komórkach jako pierwsi dowiedli w doświadczeniach na króliczych aortach odkrywcy czynnika EDRF (czyli NO) Furchgott i Zawadzki w 1980 roku[2]. Od tego czasu stwierdzono istnienie różnych typów syntazy tlenku azotu u wielu organizmów. Klasyfikacja NOS człowieka przedstawia się następująco:
Nazwa | Geny | Locus | Opis |
Neuronalna NOS (nNOS lub NOS1) | NOS1 | 12 q24.22 | Synteza NO w tkankach nerwowych ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego; sygnalizacja międzykomórkowa. |
Indukowalna NOS (iNOS lub NOS2) | NOS2A, NOS2B, NOS2C | 17 q11.2-q12, 17p13.1-q25, 17p13.1-q25 | Komórki układu odpornościowego, komórki układu sercowo-naczyniowego. Wolnorodnikowe właściwości NO używane są przez makrofagi do niszczenia patogenów. |
Endotelialna NOS (śródbłonkowa NOS, eNOS lub NOS3 albo konstytutywna NOS, cNOS) | NOS3 | 7 q36 | Synteza NO w naczyniach krwionośnych, regulacja funkcji naczyń. Jest konstytutywna, co oznacza, że dostarcza stałą, niezależną od czynników indukujących syntezę, ilość NO. |
Funkcja
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/NOS_reaction.png)
Syntaza tlenku azotu produkuje NO katalizując reakcję pięcioelektronowej oksydacji azotu L-argininy (L-Arg). Oksydacja L-Arg do L-cytruliny zachodzi poprzez dwa etapy monooksygenacji, produktem pośrednim jest Nω-hydroksy-L-arginina (NOHLA). 2 mole O2 i 1,5 mola NADPH jest zużywanych do syntezy 1 mola NO.
- L-Arg + NADPH + H+ + O2 → NOHLA + NADP+ + H2O
- NOHLA + ½ NADPH + ½ H+ + O2 → L-cytrulina + ½ NADP+ + NO + H2O
Budowa
Wszystkie trzy izoformy enzymu (z których każda aktywowana funkcjonuje jako homodimer) posiadają C-końcową domenę o aktywności reduktazowej, homologiczną do białka reduktazy cytochromu P450. Na N-końcu znajduje się domena oksygenazowa zawierająca hem jako grupę prostetyczną, w środku łańcucha polipeptydowego NOS znajduje się natomiast domena wiążąca kalmodulinę. Związanie kalmoduliny działa jak "molekularny przełącznik", umożliwiając przepływ elektronów z reszty flawinowej grupy prostetycznej na domenę reduktazową połączoną z hemem. Proces ten ułatwia przekształcenie O2 i L-argininy w NO i L-cytrulinę. Domena oksygenazowa każdej izoformy NOS zawiera także jako grupę prostetyczną tetrahydrobiopterynę (BH4), niezbędną do wydajnej syntezy NO. Inaczej niż w przypadku innych enzymów wykorzystujących BH4 jako źródło równoważników redukujących, co wymaga reakcji reduktazy dihydrobiopterynowej (EC 1.5.1.33), BH4 w NOS ma za zadanie aktywować przyłączony do hemu tlen przez dostarczenie pojedynczego elektronu, który odzyskany później umożliwia uwolnienie zsyntetyzowanej cząsteczki NO.
Pierwsze białko enzymatyczne o aktywności syntazy NO zidentyfikowano w tkance nerwowej, ostatnią poznaną izoformą był izoenzym śródbłonkowy. Początkowo enzymy klasyfikowano jako ulegające konstytutywnej ekspresji i Ca2+-wrażliwe, ale obecnie wiadomo, że NOS występują w wielu różnych typach komórek i że ich ekspresja jest uzależniona od bardzo wielu czynników.
W przypadku NOS1 i NOS3 fizjologiczne stężenia Ca 2+ w komórce regulują wiązanie kalmoduliny, przez co inicjują przepływ elektronów z grup flawinowych na grupę hemu. W przypadku iNOS i NOS2 kalmodulina pozostaje ściśle związana z domeną wiążącą białka nawet przy niskich śródkomórkowych stężeniach Ca2+, będąc w zasadzie podjednostką tego izoenzymu.
Zobacz też
Przypisy
- ↑
H. Li, CS. Raman, CB. Glaser, E. Blasko i inni. Crystal structures of zinc-free and -bound heme domain of human inducible nitric-oxide synthase. Implications for dimer stability and comparison with endothelial nitric-oxide synthase. „J Biol Chem”. 274 (30), s. 21276-21284, 1999. DOI: 10.1074/jbc.274.30.21276. PMID: 10409685.
- ↑ Furchgott R, Zawadzki J. The obligatory role of endothelial cells in the relaxation of arterial smooth muscle by acetylcholine. „Nature”. 288 (5789), s. 373-376, 1980. DOI: 10.1038/288373a0. PMID: 6253831.
Linki zewnętrzne
- Syntaza tlenku azotu w InterPro (ang.)
Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.