Nitrik oksit sentaz
Nitrik oksit sentaz ( NOS ) bir bir oksidoredüktaz katalize reaksiyonları aşağıdaki gibidir:
- 2 L -arginin + 2 NADPH + 2 H + + 2 O 2 2 N ω -hidroksi- L- arjinin + 2 NADP + + 2 H 2 O ;
- 2 N ω -hidroksi- L- arjinin + NADPH + H + + 2 O 2 2 L- sitrülin + 2 NO + NADP + + 2 H 2 O.
Dolayısıyla küresel tepki şöyle yazılabilir:
2 L -arginin + 3 NADPH + 3 H + + 4 O 2 2 L- sitrülin + 2 NO + 3 NADP + + 4 H 2 O.Bu enzim üreten nitrik oksit ya da nitrik oksit, bir serbest radikal ile kimyasal formül • kan N = O mevcut. İki heme molekülünün etrafına sarılmış birkaç alana sahip tek bir polipeptit zincirinden oluşur . Bu polipeptit zinciri iki katalitik alana sahiptir; bir alan N- terminal oksijenaz ve bir bölge C- terminal redüktaz .
Oksijenaz alanı arginin , heme ve bir kofaktör olan tetrahidrobiopterin'e (H 4 BPT).
Redüktaz alanı, flavinler ( FAD , FMN ) ve NADPH için bir bağlanma sitesine sahiptir .
Bu iki alan, elektronların NADPH'den hem demire transferini sağlayan flavin alanı ile bağlanır . H 4 BPT kofaktörüaktif olmasına izin veren NOS'un homodimerik formuna izin verir. Son zamanlarda, bir iyon bir çinko lekeli ve protein homodimerik yapısını muhafaza müdahale edildi.
Nitrik oksit sentaz| EC No. | EC |
|---|---|
| CAS numarası |
| IUBMB | IUBMB girişi |
|---|---|
| IntEnz | IntEnz görünümü |
| BRENDA | BRENDA girişi |
| KEGG | KEGG girişi |
| MetaCyc | Metabolik yol |
| PRIAM | Profil |
| PDB | Yapılar |
| GİT | AmiGO / EGO |
Sığır Endotelyal NOS ( PDB 3N5P )
| Pfam | PF02898 |
|---|---|
| InterPro | IPR004030 |
| KAPSAM | 1 bizim |
| SÜPER AİLE | 1 bizim |
İzoformların yapıları, yerleri ve işlevleri
NOS içeren nöronlar , serebral korteks , serebellum , hipokampus ve hipotalamus dahil olmak üzere beynin birçok yerinde bulunur . Vücutta üç çeşit nitrik oksit sentaz vardır: indüklenebilir form, nöronal form ve endotelyal form.
Bu üç izomer her yerde bulunur. Aşağıdaki hücrelerin içinde ifade edilirler:
- endotel hücreleri ;
- düz kas hücreleri ;
- trombositler ;
- makrofajlar ;
- lenfositleri ;
- miyokard hücrelerinin ;
- merkezi sinir sistemi ve periferik sinir sistemi hücreleri .
Genler, bu proteinlerin farklı yer almaktadır kromozom .
Nöronal form
Nöronal form için insan geni, kromozom 12 üzerinde bulunur ve yaklaşık 1429 ila 1433 amino asitlik bir proteini kodlar . İfade , bu genin, faaliyet herhangi bir uyarı olmaksızın eksprese olduğunu söylemek olduğu, yapısal ve bu bağlıdır kalsiyum . Nöronal form, merkezi sinir sistemi, nötrofiller ve astrositlerin nöronal hücrelerinin sitozolünde çözünür . Nörotransmiter ve iletişimci, sinir sisteminde ürettiği NO , nöromodülatör bir rol oynar ( sinapsların esnekliği ). Nörotransmiterlerin salınmasında ve geri alımında ve nöronların gelişiminde önemli bir rol oynar. Öğrenme mekanizmalarına ve kısa süreli belleğe müdahale edebilir .
Uyarılabilir form
İndüklenebilir form için insan geni, kromozom 17'de bulunur ve yaklaşık 1,144 ila 1,153 amino asitlik bir proteini kodlar . Bu uyarılabilir NOS, esas olarak hücrenin sitozolünde çözünür. Adından da anlaşılacağı gibi, uyarılabilir ve kalsiyumdan bağımsızdır. İNOS ekspresyonu, sitokinler ve endotoksinler tarafından indüklenir . İndüklenebilir form, makrofajlarda bulunur ve bağışıklık sistemimizin bir tür parçasıdır . Hücrelerin apoptozunu programlayabilir . Makrofajlardaki NO, bağışıklık tepkisine aracılık eder. Makrofajların aktivasyonunu takiben indüklenebilir nitrik oksit sentaz formu yoluyla NO üretimi, bir antiparazitik sitotoksik efektör molekül olarak önemli bir rol oynar. Normalde konsantrasyonu çok düşüktür. Bununla birlikte, organizma harici bir ajan tarafından saldırıya uğradığında , iNOS ekspresyonunu aktive eden bir sitokin üretimi olan bir inflamasyon mekanizması tetiklenir . Aniden, vücut daha sonra büyük bir NO konsantrasyonu ile karşı karşıya kalır. NO, yolunda ne olursa olsun, herhangi bir özgüllük olmadan savaşır. Vücudun nihai savunmasıdır. Makrofajların sitotoksik işlevi ile ilişkilidir.
Endotel formu
Endotel şekilde geni, NOS3 , meydana haploid formu ile ilgili kromozom 7 ile yaklaşık 1,203-1,205 arasında bir proteini kodlayan amino asitler . Bu form yapısaldır ve kalsiyuma bağlı bir şekilde düzenlenir. Endotelyal form çözünür değildir, bunun yerine hücre zarına , örneğin astrositlere veya vasküler endotelyuma bağlanır . Üretilen NO burada daha çok düzenli fizyolojik işlevler düzeyinde, özellikle bir vazodilatör etki düzeyinde önemli bir rol oynar .
NOS ifadesinin düzenlenmesi
NOS'un üç izoformunun tümü , promoter bölgelerinde çeşitli transkripsiyon faktörleri , sitokinler ve endotoksinler için çok sayıda bağlanma yerine sahiptir . Bu genlerin ekspresyonu ve işlevi , hücrenin içinde bulunduğu dokuya bağlı olarak spesifiktir . Nöronal hasar durumunda, beyin ve glial hücreler nörotrofik faktörler üretir . Bu nörotrofik faktörler, NOS'un nöronal formunun ekspresyonunu azaltır ve nöronal ölümü önler. Lipopolisakaritler (LPS), bazı interlökinler , bazı transkripsiyon faktörleri protein indüklenebilir biçiminde ekspresyonunu düzenler. Son olarak, birkaç dış faktör ve sitokin, enzimin endotelyal formunun ekspresyonunu düzenleyebilir.
Nitrik oksit NO'nun üretimi ve işlevleri
NOS , aşağıdaki iki mono-oksijenasyon reaksiyonu yoluyla, proteinin oksijenaz alanında argininin nitrik okside ve sitrüline oksidasyonunu katalize eder :
L-Arginin + NADPH + H + + O 2→ NOHLA + NADP + + H 2 O
NOHLA + ½ NADPH + ½ H + + O 2→ L-Citrulline + ½ NADP + + NO + H 2 O
Yapısal endotel ve nöronal formlar tarafından sentezlenen nitrik oksit, kısa bir süre (birkaç saniye ila birkaç dakika) kullanılır. Çok kısa bir süre için ancak kalıcı olarak nitrik oksit üretirler. İndüklenebilir form tarafından üretilen nitrik oksit, yalnızca hücresel aktivasyondan sonra ifade edilir ve uzun bir süre boyunca üretilir (birkaç saatten birkaç güne kadar değişir). Uzun süre nitrik oksit üretimine neden olurlar. Bu protein tarafından üretilen nitrik oksit, çözünür guanilat siklazı (GC'ler) aktive ederek hedef hücrelerde siklik GMP konsantrasyonunda bir artışa neden olur. CGMP , aktivitesi spesifik olarak aktive ettiği, hücreyi aktive eden ve dolayısıyla bir hücre sinyalleme elemanı olan bir protein kinaza bağlanır .
Nitrik oksit sentaz ve Parkinson hastalığı
Nöronal ve indüklenebilir nitrik oksit sentazları tarafından nitrik oksidin hiper üretimi, şizofreni , Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı gibi bazı dejeneratif nörolojik bozukluklarda gösterilmiştir . Ölüm sonrası çalışmalar , klinik bulgular ve deneysel modellerden elde edilen kanıtlar, Parkinson hastalığına neden olan dopaminerjik nöronların dejenerasyonunda nitrik oksit sentazın rol oynadığını düşündürmektedir. Nitrik oksit, konsantrasyonuna ve dağılımına bağlı olarak, bu nörodejeneratif hastalıkta bir apoptoz aracısıdır. Parkinson hastalığından ölen hastaların nigrostriatal bölgede ve beyninin bazal ganglionlarında yüksek düzeyde NOS ekspresyonu gösterilmiştir . Ek olarak, nitrit , nitrat ve arginin ve sitrülin türevlerinin seviyesi değiştirilir. Nitrik oksit, DNA hasarına veya geri dönüşü olmayan protein değişikliklerine neden olabilir . Parkinson'a yol açabilecek nitrik oksit sentaz disfonksiyonlarına genetik polimorfizm neden olabilir, yani gen dizilerindeki değişiklikler neden oldukları proteinin yapısını veya işlevini etkileyebilir.
İnsan vücudundaki tüm hücreler doğal olarak nitrik oksit gibi radikal oksijen türleri üretir , ancak bu üretim bazen kontrolden çıkıp hasara neden olabilir. Araştırmacılar, beynin radikal oksijen türlerini etkisiz hale getirme yeteneğinin yaşla birlikte azaldığını öne süren bir teori formüle ettiler . Savunmasız hücreler daha sonra hasar görür. Nitrik oksit üreterek nitrik oksit sentaz, birçoğu bilinen, ancak bazıları keşfedilmeyi bekleyen ve çok açıklayıcı olabilecek çeşitli fizyolojik işlevlere sahiptir. NOS, insanlarda birçok ciddi hastalıkta potansiyel olarak önemli bir rol oynadığından, bu yöndeki bilimsel ilerlemeler devam etmekte ve aynı zamanda büyük umutlar vermektedir.
Notlar ve referanslar
- kütle değerleri ve kalıntıların sayısı burada belirtilen olanlardır protein öncüsünün elde edilen çeviri bölgesinin gen önce, post-translasyonel modifikasyonlar , ve karşılık gelen değerlerden önemli ölçüde farklı olabilir için işlevsel protein .
- (inç) Huiying Li, CS Raman, Charles B. Glaser, Eric Blasko, Tish A. Young, John F. Parkinson, Mark Whitlow ve Thomas L. Poulos , " İnsanın çinkosuz ve bağlı heme alanının kristal yapıları indüklenebilir nitrik oksit sentaz. Dimer stabilitesi için çıkarımlar ve endotelyal nitrik oksit sentaz ile karşılaştırma. " , Journal of Biological Chemistry , cilt. 274, n O ile 30, 23 Temmuz 1999, s. 21276-21284 ( PMID 10409685 , DOI 10.1074 / jbc.274.30.21276 , çevrimiçi okuyun )
Dış bağlantılar
- http://www.oxfordbiomed.com/PDF-Kit%20Inserts/nb78.pdf
- http://www.cchem.berkeley.edu/mmargrp/research/nos/nos.html
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/
- http://www.aecom.yu.edu/home/biophysics/rousseau/nos/nos.htm
- http://metallo.scripps.edu/PROMISE/NOS.html#reaction
- http://www.sacs.ucsf.edu/home/Ortiz/res-nos.htm
- http://www.biochimie.univ-montp2.fr/maitrise/reinhard/nos_intro.htm
- http://www.recherche.uottawa.ca/nouvelles-details_1216.html
- http://nouveautes-editeurs.bnf.fr/annonces.html?id_declaration=10000000159400&titre_livre=La_solution_:_L'oxyde_nitrique_(NO)