NO-синтазы: общие сведения

Обратные
ссылки

Синтез NO осуществляется семейством цитохром- P-450-подобных гемопротеинов - NO-синтаз. Молекулы NO-синтаз содержат домены с редуктазной и оксигеназной активностью. Полное систематическое название этого фермента: L-аргинин, NADPH: кислород оксидоредуктаза [ E.C. 1. 14. 13. 39 ] [ Nathan ea 1994 ].

В каталитически активной форме NO-синтаза состоит из двух идентичных субъединиц (молекулярная масса 130-150 кДа), каждая из которых связана с молекулой СаМ. NO-синтаза имеет редкую для эукариотических ферментов структуру флавогемопротеина.

Каждая субъединица содержит 4 простетических гpynnы: гем (железопротопорфирин IX), флавинмононуклеотид (FMN), флавиндинуклеотид (FDN) и тетрагиробиоптерин, а также участок связывания СаМ [ Marletta ea 1994, Nathan ea 1994 ].

В NO-синтазе соединена активность двух отдельных ферментов: оксидазная - подобно содержащему гем цитохрому Р-450 и редуктазная - подобная флавинсодержащей редуктазе этого цитохрома. Между этими ферментами и NO-синтазой имеется не только функциональная, но и структурная гомология. Так, первичная структура С-концевой области NO-синтазы на 53% гомологична редуктазе цитохрома Р-450 [ Marletta ea 1994, Nathan ea 1994 ]. N-концевая область содержит консервативные домены, связывающие гем и домены, связывающие СаМ [ Nathan ea 1994 ]. Спектральные характеристики гемовых групп NO-синтазы такие же, как у цитохромов Р-450 [ Marletta ea 1994 ].

По характеру индукции и действия ферменты разделяются на два вида:

1) Наиболее активная кальций-независимая, индуцибельная (цитокинами) NO-синтаза индуцибельная (II тип).

2) NO-синтазы (I и III тип) конститутивные - менее активные, кальций-кальмодулин-зависимые ферменты.

Спектр катализируемых NO-синтазами реакций также во многом схож (табл. 4). Альтернативными субстратами- ингибиторами синтеза оксида азота для них являются N-производные аргинина (рис. 2). Кроме того, в качестве ингибиторов NO-синтаз могут выступать соединения, связывающиеся с гемовой частью ферментов (имидазольные производные), ингибирующие связывание и биосинтез тетрагидробиоптерина, антагонисты кальмодулина (трифторпиразин, хлорпромазин, кальмидазолин, W7, W13) [ Loesch, ea 1993 ].

Конститутивные NO-синтазы, выделяемые из клеток разных типов, во многом сходны между собой, но сильно отличаются от индуцибельных изоферментов. Антисыворотка против NO-синтазы головного мозга взаимодействует с конститутивно экспрессируемыми ферментами из других клеток, в частности эндотелиоцитов, но не реагирует с индуцибельной NO-синтазой, что указывает на их принципиальное различие [ Ljesch, ea 1993 ].

Кроме того, показано, что ингибиторы NO-синтазы обладают разной эффективностью в отношении разных изоферментов: так, N-нитро-Ь-аргинин в 300 раз более интенсивно ингибирует NO-синтазу мозга быка, чем NO-синтазу мышиных макрофагов [ Furfine, ea 1993 ]. Глюкокортикоиды супрессируют индуцибельную NO-синтазу, но не влияют на активность конститутивных изоферментов [ Forstermann, ea 1994 ].

///Группы амино­кислот:

Незаменимые: изолсйцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, -3-триптофан, валин.

Условнонезаменимые: аргинин, гистидин, цистин, тирозин.

Заменимые: аланин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глутамин, глицин, глутаминовая кислота.

Все природные аминокислоты являются аль­фа-аминокислотами L-ряда. Они лучше усваиваются организмом, чем аминокислоты D-ряда. Исключение составляет фенилаланин, ко­торый может иметь формулу DL-фенилаланина.

из L-аргинина синтезируется фермент (синтетаза мо­ноокиси азота) и внутриклеточно образуется мо­ноксид азота (NО)- нестойкое соединение, ко­торое существует в организме около 2-часов.///

Под воздействием цитокинов и бактериальных эндотоксинов в целом ряде клеток и тканей происходит активация кальций-независимой индуцируемой МО-синтетазы (NOS). Индуцируемая NOS может синтезировать избыточное количество NO в течение длительного времени, вызывая выраженную вазодилатацию, обусловленную активацией гуанилатциклазы и образованием циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ).

Синтазы оксида азота, NO-синтазы (англ. NO-synthase, NOS) — группа ферментов, катализирующих образование оксида азота и цитруллина из аргинина, кислорода и NADPH.

Оксид азота играет важную роль в организме млекопитающих, он вырабатывается фагоцитами в процессе борьбы с бактериями, но также участвует и в нейротрансмиссии, регулировке кровообращения, других аспектах функионирования разных органов и тканей.

В настоящее время рассматривается возможное участие генов, кодирующих синтез оксида азота в развитии патологии легких при муковисцидозе