一氧化氮的生物化学.ppt

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1、一氧化氮的生物化学,历史,排泄的NO3量大于吸收的量（1916年）发现LPS刺激能增大NO3的合成(1985)发现NO3来自于精氨酸（1987）NO激活小鼠脑和肝中sGC(1977)提出内皮细胞舒张因子EDRF(1980)提出EDRF即是NO的假说(1986)检测到体内产生NO(1988)发现NO来自精氨酸(1988),1998年诺贝尔生理和医学奖：Robert Furchgott:发现一氧化氮在心血管系统中的信使作用 Louis Ignarro:发现一氧化氮在心血管系统中的信使作用 Ferid Murad:发现一氧化氮在心血管系统中的信使作用,体内合成,NOHNH2CNHCH2CH2CHCO

2、OH NH2CH2NHCH2CH2CHCOOH+NO NH2 NH2 L-Arginine L-Citrulline L-精氨酸 胍氨酸,NOS,NOS,Nitric Oxide SynthaseiNOS(inducible nitric oxide synthase)(found in macrophages,hepatocytes,vascular smooth muscle cells,fibroblasts and epithelial cells)nNOS(neuronal nitric oxide synthase)(mostly in neuronal tissues)eNOS(

3、endothelial nitric oxide synthase)(endothelial cells),NO合成机制,两步机制第一步：L-Arg氧化生成NOHArg、NOS血红素结合体需接受2个电子以激活氧气；此反应可能由FeO3+开始进行。通过L-Arg胍基N-H的氢抽提反应而形成胍阴离子自由基，然后胍阴离子自由基与FeO 2+结合，形成NOHArg及血红素。第二步：NOHArg转变成NO，L-Cit。此反应需1个电子从NOHArg中传递至血红素。,NO的生物功能,松弛平滑肌抑制血小板聚集及粘附，抗血栓形成杀死或抑制病原体抑制肿瘤生长神经信号传导,NO,Direct effectLow

4、NO,Indirect effectHigh NO,Fe proteins,Nitroso-Fe/heme proteins,Zn proteins,NO interaction with Zn finger proteins,p53,Tyrosyl radicals,Nitrotyrosine,Termination of lipid peroxidation,Nitroso-Fe/non-heme proteins,O2,O2-.,NO2,NO,N2O3,DNA,DNA deamination,“nitrosylation”nitrosothiol,ONOO-,RSH,HOONO,nitr

5、otyrosine,R-tyr,DNA oxidation DNA nitration strand breaks,Lipid peroxidation lipid nitration,Long-lived NO donors,Low MW compounds,作用机制,NO,sGC,环磷酸鸟苷途径,GTP,cGMP,PK,非环磷酸鸟苷途径,Direct effect on proteins,NO研究方法,利用外源性含NO物质作为NO的来源模拟NO对分子、细胞、组织器官和机体的作用。利用NO清除剂研究NO被清除时的影响利用NOS诱导剂或阻断剂来改变NOS的活性以观察NO生成变化的后果利用免疫化

6、学法检测NOS和NT利用gene knockout技术直接测定NO,外源性NO产生的办法1)Cu+HNO3 Cu(NO3)2+H2O+NO2)GSNO由等摩尔的GSH、NaNO2和HCl混合反应而成3)Sodium nitropruside(SNP，硝普钠)4)SIN-1,NO对蛋白质的修饰,S-nitrosylationTyrosine nitration,S-nitrosylation作用于蛋白质半胱氨酸残基R-SH+NO RSNO+H+影响一些酶的活性（NMDA受体，caspase-3,GAPDH等）,Tyrosine nitration一、途径 ONOO-H2O2+Cl-+NO2-H2O2+peroxidase+NO2-H2O2+heme-protein+NO2-H2O2+hemin+NO2-H2O2N3-+Catalase,二、可发生硝基化的蛋白质in vitro：几乎所有含酪氨酸的蛋白质在硝化剂作用下都会被硝化。in vivo：体内蛋白质的硝基化是有选择性的。蛋白印迹法发现，仅有几种蛋白质可以在体内被硝基化。,三、酪氨酸硝基化对蛋白质功能的影响主要有：降低和抑制酶活性打乱蛋白质中的有序排列影响细胞内信号转导通路、抑制激酶信号等。,四、硝基化酪氨酸去硝基化的可能性,?,Heme,RSH,