Co to jest syntaza tlenku azotu?

Kwas azotowy (NO) jest małą cząsteczką z podwójnym wiązaniem kowalencyjnym między atomami azotu i tlenu. Jest wytwarzany w ludzkim ciele przez dwuetapową syntezę z aminokwasu argininy, katalizowanej przez enzym syntazę tlenku azotu (NOS). NOS występuje w trzech postaciach w różnych tkankach. Wysoce reaktywny NO jest wytwarzany jako odpowiedź na stres i jest zarówno cytotoksyną, jak i środkiem cytoprotekcyjnym.

Wolny rodnik, tlenek azotu, działa toksycznie na komórki gospodarza i bakterie. Jego wytwarzanie w komórkach nabłonkowych jest kontrolowane przez nabłonkową syntazę tlenku azotu (eNOS). Syntaza tlenku azotu jest związana w błonie komórkowej po stronie cytoplazmy lub w błonach różnych organelli. NO w komórkach nabłonkowych odgrywa kluczową rolę w kontrolowaniu skurczu i rozszerzenia naczyń. Zakotwiczenie eNOS w błonie komórkowej pomaga komórce ograniczyć aktywność NO do małych miejsc.

Indukowalna syntaza tlenku azotu (iNOS) jest wykorzystywana przez organizm do zahamowania wzrostu komórek w nowotworach nabłonka żołądka, piersi i mózgu. NO wytwarzany przez działanie iNOS wyłącza metabolizm energetyczny poprzez reakcję z kwasem dezoksyrybonukleinowym (DNA) komórki i ostatecznie zabija komórkę. Dobra tkanka może zostać uszkodzona w walce o zabicie komórek nowotworowych. Podobnie, NO zsyntetyzowany z eNOS nie walczy z inwazją komórek bakteryjnych, jednocześnie zabijając w sposób nieokreślony otaczające komórki somatyczne. Każdy rodzaj śmierci komórek gospodarza może prowadzić do wstrząsu toksycznego, poważnego powikłania dla pacjentów z osłabionym układem odpornościowym.

W komórkach nerwowych i wokół nich NO działa jak krótkotrwały przekaźnik sygnału, łatwo dyfundując przez błony. Neuronalna syntaza tlenku azotu (nNOS) jest stale poddawana recyklingowi w celu wytworzenia NO, ponieważ NO jest stabilny przez zaledwie kilka sekund, zanim zostanie zneutralizowany przez cząsteczki wody. Ekspresja enzymu jest regulowana przez stężenie jonów wapnia. Uważa się, że NO jest zaangażowany w przekształcanie pamięci krótkoterminowej w pamięć długoterminową w procesie zwanym wzmocnieniem długoterminowym (LTP).

Inhibitory syntazy tlenku azotu są neuroprotekcyjne, ponieważ zmniejszają dostępność wolnego rodnika NO. Związki w tej klasie obejmują hydrofilową witaminę C i hydrofobową witaminę E. Te i inne cząsteczki zostały zbadane z nadzieją spowolnienia stanów neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona. Od 2010 r. Bezpośrednie linki nie zostały wykazane. Jedną obawą jest to, że przez zmniejszenie aktywności syntazy tlenku azotu neurony mogą być chronione, ale wspomnienia mogą zostać utracone.