生物醫(yī)學(xué)中NO探究

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1、生物醫(yī)學(xué)中NO探究生物醫(yī)學(xué)屮NO探究1、NO的生物化學(xué)NO是一種難溶于水、高脂溶性的小分子氣體，極易通過細胞膜擴散。它擁有額外電子，化學(xué)反應(yīng)能力強，生物學(xué)半衰期為3?5s。體內(nèi)NO是由NO合成酶(nitricoxidesynthase,NOS)催化L-精氨酸(L-Arg)轉(zhuǎn)變?yōu)長-瓜氨酸時產(chǎn)生的。NO在多種細胞中均能生成，生成后很快被氧化成N02-和N03-,從而失去生物學(xué)活性。NOS是NO反應(yīng)通路的限速酶，根據(jù)其來源及作用特點，可分為神經(jīng)元型(nNOS)、內(nèi)皮型(eNOS)和誘導(dǎo)型(iNOS)3種;根據(jù)其被提純順序及克隆結(jié)果，又可分為3種同工

2、酶，即同工酶I(nNOS)、同工酶II(iNOS)＞同工酶III(eNOS)onNOS-與eNOS在體內(nèi)可連續(xù)表達，通過Ca2+內(nèi)流及鈣調(diào)蛋白(CaM)激活，激活后產(chǎn)生短時效少量的NO;而1NOS則需要a-腫瘤壞死因了(TNF-。)、丫-干擾素(INF-丫)、白細胞介素］(IL-1)、細胞脂多糖(LPS)等誘導(dǎo)才表達,產(chǎn)生局部高濃度的NO而介導(dǎo)后繼的長效反應(yīng)［1］。一般認為，iNOS的激活不依賴于Ca2+/CaM,但冃前3種NOS在Ca2+/CaM依賴性上的區(qū)別口趨模糊。NOS的C端與細胞色素P-450還原酶冇共同序列［2］,具冇顯著同源性。3

3、種同工酶是不同的基因產(chǎn)物，種屬間NOS氨基酸序列具有高度保守性，人類各同工酶Z間序列同源性為50%?60%,而不同種屬動物間相同同工酶序列同源性人于90%oR前3種同工酶的cDNA結(jié)構(gòu)已被克隆和表達。所表達的3類NOS的N端結(jié)構(gòu)極其相似，可能與其L-Arg結(jié)合位點和催化活性有關(guān)。利用特異性DM探針已經(jīng)證明，人N0S3種同工酶基因分別位于12號、17號和7號染色體，它們的基因結(jié)構(gòu)已部分搞清，対基因中某些結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能也冇了一世了解。通過某些細胞因子、酶類、Ca2+/CaM及激索等調(diào)控因子對NOS基因表達影響的研究，闡明了mRXA穩(wěn)定性是NOS活性

4、的重要調(diào)節(jié)點［3］,而且N0能反饋抑制NOS的活性。NO的作用靶是鳥苛酸環(huán)化酶(GC)oNO-與含血紅素的GC上Fe2+結(jié)合，激活后的GC導(dǎo)致cGMP水平增加，cGMP再作用于cGMP依賴的蛋白激酶及磷酸二酣酶，調(diào)節(jié)離子通道，使有關(guān)遞質(zhì)釋放而發(fā)揮生理效應(yīng)。N0激活的GC可使cGMP生成速度加快50?200倍。NO和GC的結(jié)合代表著一種新的廣泛存在的將細胞外信息轉(zhuǎn)導(dǎo)為鄰近細胞內(nèi)cGMP的信息傳遞機制。NO對腺昔二磷酸(ADP)核昔基轉(zhuǎn)移酶也有作用。此酶町將ADP的核昔基團轉(zhuǎn)移至線粒體蛋白與線粒體中酶蛋白的竣基上，使蛋白構(gòu)象改變而發(fā)揮作用。影響N0

5、牛?物作用的主要因索是NO的生物半衰期。另有報道，N0能降低細胞內(nèi)的游離Ca2+濃度，從而防止細胞內(nèi)52+濃度過高，保護細胞;反過來，NO生成又依賴于細胞內(nèi)游離Ca2+,52+對維持NOS活性是必需的。2、NO對機體主要系統(tǒng)的作用2.1N0對心腦血管系統(tǒng)的作用N0是血管平滑肌擴張劑，可使血管舒張，血壓下降。正常情況下，血管內(nèi)皮細胞和心內(nèi)膜釋放少量的N0,維持適度的血流、血壓和腦血管屏障通透性。NO通過cGMP抑制血小板的凝集和粘附，發(fā)揮內(nèi)源性抗血栓作用。NO是血管內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要分子，異常的NO生物利用度與許多血管疾病有關(guān)［4］。在病理情況下，

6、NO釋放減少，內(nèi)皮素增加，可導(dǎo)致血管舒縮功能調(diào)節(jié)失調(diào)、血小板凝聚和內(nèi)皮細胞增殖，引起一系列心血管疾病，如高血壓、血管痙攣、高膽固醇血癥和動脈粥樣駛化性心臟病等。低濃度N0對充血性心衰、循環(huán)性休克、腦缺血、動脈粥樣破化和高血壓等許多疾病冇治療作用。臨床上丿應(yīng)用的硝普鈉(SNP)、硝酸甘油等NO供體藥物，都具有舒血管作用，同時還有更重要的細胞保護效應(yīng)。NO供體保護心肌的主要機制是降低過氧化物酶活性，減少超氧自由基，進而減少中性粒細胞粘附于內(nèi)皮和保護內(nèi)皮機能;另一方而，NO通過降低心肌對0-腎上腺素能刺激的反應(yīng)性而使耗氧量減少［5］。NO供體対腦、內(nèi)

7、臟、腎等各種血管床缺血再灌及休克治療中的內(nèi)皮功能保護也有特殊作用。2.2N0對神經(jīng)系統(tǒng)的作用NO是一種特殊的擴散性神經(jīng)遞質(zhì)，不貯存于突觸小泡內(nèi)，既可作為突觸前遞質(zhì)從神經(jīng)末梢釋放;也可作為突觸后遞質(zhì)，從突觸后膜釋放。衣外周神經(jīng)系統(tǒng)小，NO作為突觸前遞質(zhì)從非腎上腺索能非膽堿能(NANC)神經(jīng)元末梢釋放。NO除胃接作用外，還通過調(diào)節(jié)乙酰膽堿、兒茶酚胺、興奮性和抑制性氨基酸、5-疑色胺、組織胺等神經(jīng)遞質(zhì)間接發(fā)揮作用［6］°NO與學(xué)習記憶關(guān)系密切。海馬中一些區(qū)域在重復(fù)刺激后對產(chǎn)生長時程突觸增強(LTP)效應(yīng)，NO対維持LTP冇重要作用。用SNP可使海馬突

8、觸效應(yīng)持續(xù)增強，而向海馬神經(jīng)元注射NOS抑制劑NG-硝基-L-精氨酸(L-NNA)和用Hb結(jié)合NO都可阻斷LTI從NO入手將為尋找新型促智藥及防治早