Wat is stikstofoxide-synthase?

Salpeterzuur (NO) is een klein molecuul met een dubbele covalente binding tussen stikstof- en zuurstofatomen. Het wordt in het menselijk lichaam geproduceerd door een tweestapssynthese uit het aminozuur arginine, gekatalyseerd door het enzym stikstofmonoxide synthase (NOS). NOS is aanwezig in drie vormen in verschillende weefsels. Het zeer reactieve NO wordt geproduceerd als een stressrespons en is zowel een cytotoxine als een cytoprotectief middel.

Een vrije radicaal, stikstofoxide heeft toxische effecten op gastheer- en bacteriecellen. De productie ervan in epitheelcellen wordt geregeld door epitheel stikstofoxide-synthase (eNOS). Stikstofoxidesynthase wordt gebonden in het celmembraan aan de zijde van het cytoplasma of in de membranen van verschillende organellen. NO in epitheelcellen speelt een rol bij het beheersen van vasculaire contractie en verwijding. Verankering van eNOS in het celmembraan helpt de cel de activiteit van NO te beperken tot kleine sites.

Induceerbare stikstofoxidesynthase (iNOS) wordt door het lichaam gebruikt om de groei van cellen in maagepitheel-, borst- en hersentumoren tegen te houden. NO gemaakt door de werking van iNOS schakelt energiemetabolisme uit door te reageren met deoxyribonucleïnezuur (DNA) van de cel en doodt uiteindelijk de cel. Goed weefsel kan gewond raken in de strijd om tumorcellen te doden. Evenzo bestrijdt GEEN gesynthetiseerd met eNOS de invasie van bacteriële cellen terwijl zonder onderscheid omliggende somatische cellen worden gedood. Beide typen celdood kunnen leiden tot toxische shock, een ernstige complicatie voor patiënten met een aangetast immuunsysteem.

In en rond zenuwcellen fungeert NO als een kortetermijnsignaalzender die gemakkelijk door membranen diffundeert. Neuronaal stikstofoxidesynthase (nNOS) wordt continu gerecycled om NO te produceren, omdat NO slechts enkele seconden stabiel is voordat het wordt geneutraliseerd door watermoleculen. De expressie van het enzym wordt gereguleerd door calciumionconcentratie. Aangenomen wordt dat NO betrokken is bij de conversie van kortetermijn- naar langetermijngeheugen via een proces dat langdurige potentiëring (LTP) wordt genoemd.

Remmers van stikstofoxide-synthase zijn neurobeschermend, omdat ze de beschikbaarheid van het vrije radicaal NO verminderen. Verbindingen in deze klasse omvatten hydrofiele vitamine C en hydrofobe vitamine E. Deze en andere moleculen zijn onderzocht in de hoop neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson te vertragen. Vanaf 2010 zijn geen directe links aangetoond. Een angst is dat door het verminderen van de activiteit van stikstofoxide-synthase, neuronen kunnen worden beschermd, maar herinneringen kunnen verloren gaan.