refberry.ru

Физико-химическая характеристика NO-синтаз млекопитающих

Характеристика nNOS (I) eNOS(III) iNOS(II)
Тип фермента Конститутивные Индуцибельная
Источники выделения белка Нейроны мозга Эндотелий сосудов Макрофаги
Уровень NO. Низкий – несколько мкМ Сотни мкМ
Длительность экспрессии Постоянно Часы, дни
Индукторы Са2+-СаМ Цитокинины, эндотоксины
Молекулярная масса 160 кДа 133 кДа 130 кДа
Нативная структура Димер
Локализация в клетке Цитозоль, митохондрии Цитозоль, мембрана Цитозоль
Локализация в геноме Хромосома 12 Хромосома 7 Хромосома 17
Регуляция Обратимое фософрилирование: цАМФ-зависимые протеинкиназа (ПК), СаМ-зависимая ПК, цГМФ-зависимая ПК, ПКС
Ингибиторы Производные аргинина

В разобщенной реакции в зависимости от недостатка субстрата NOS продуцирует в дополнение к NO. активные формы кислорода – супероксид (О2. ) и перекись водорода:

НАДФН ФАД Fe3+

¯ → ¯ → ФАДН/ФМНН → ¯ + O2 → [Fe2+-O2] → Fe3+ + О2.

НАДФ+ ФАДН2 Fe2+

Такая активность NOS называется NOS-супероксидсинтазной, которую при недостатке аргинина в наибольшей степени проявляет nNOS. Важность этого явления заключается в том, что АФК инициируют другие сигнальные пути, отличные от NO.-зависимых, а также АФК вместе с NO. образуют новую высокоактивную частицу – пероксинитрит (ONOOH).

Таблица 5.

Некоторые ткани и клетки, экспрессирующие конститутивную и индуцибельную NO-синтазу

Конститутивная NOS (nNOS eNOS) Индуцибельная NOS (iNOS)
Сосудистые эндотелиальные клетки Сосудистые эндотелиальные клетки
Мезангиальные клетки Мезангиальные клетки
Миокард Миокард
Эндокард Эндокард
Мегакариоциты Мегакариоциты
Нейроны Остеобласты, глиальные клетки
Периферические нервы Островковые клетки поджелудочной железы, сосудистые клетки гладкой мускулатуры, макрофаги (моноциты), эозинофилы, лимфоциты, фибробласты и др.
Надпочечная железа
Респираторный эпителий
Тромбоциты и др.

Многие виды клеток могут экспрессировать NOS различных типов. Получены мутантные мыши, лишенные генов каждой из NOS, но все они оказались жизнеспособными. Утрата гена NOSI привела к агрессивности и чрезмерной сексуальности; NOSII-делетированные мыши были более чувствительны к инфекциям; мыши, лишенные гена NOSIII имели повышенное давление крови. Предполагают, что функции утраченной NOS выполнялись оставшимися.

Молекулярные механизмы действия оксида азота (NO.)



Оксид азота является необычной сигнальной молекулой, так как она свободно секретируется из клетки без участия переносчиков, быстро диффундирует, не связываясь с рецепторами. Внутриклеточные эффекты NO. зависят от его редокс-состояния. С биологической точки зрения наиболее важными являются редокс-формы - NO. (2+) и NO+ (3+). Свободный радикал NO. в клетке быстро взаимодействует с молекулярным кислородом и металлами гемсодержащих и негемовых белков. Это приводит к образованию нитрозильных комплексов гемового и негемового железа, которые впервые в 1967 году были обнаружены А.Ф. Ваниным с помощью метода электронного парамагнитного резонанса.

Оксид азота после окисления или взаимодействия с металлами образует NO+, который взаимодействует с SH-группами белков. В результате в клетке при достаточном уровне тиолов под влиянием NO. происходит нитрозилирование и изменение активности металлопротеинов, а также белков, имеющих реактивные цистеины. Регуляция активности белков нитрозилированием является одним из способов контроля функции этих белков в клетке.

Рис. 15. Механизм действия NO. в клетке

При образовании больших количеств NO. и О2. они могут взаимодействовать с образованием пероксинитрита (ONOOH), который обладает высоким цитотоксическим потенциалом, а также способен вступать в реакцию восстановления с глутатионом и СО2, образуя нитрозопероксикарбонат (ONO2CO2), который вызывает химическую модификацию остатков тирозина в белках.

Кроме того, пероксинитрит является источником цитотоксического ОН-радикала:

О2. + NO. → ONOO- → ONOOH → OH. + NO2.

В свою очередь АКМ (ОН., NO. , ONOO-) могут окислять белки, липиды, разрушают ДНК.

Таким образом, в основе широкого разнообразия NO-эффектов в клетке лежит изменение редокс-формы NO., а также дополнительные реакции с металлами, тиолами и остатками тирозина в составе белков. Увеличение количества АФК в клетке может трансформировать эффекты NO. из защитных в цитотоксические.

Рис. 16. Реакции с участием супероксидного аниона и NO



001503283.html

001503293.html