Биосинтез оксида азота.

Оксид азота образуется в результате окисления кислородом гуанидиновой группы L-аргинина при участии фермента NO-синтазы (NOS), в реакции образуется также L-цитруллин:

_{NOS: NADFH, FAD}

L-аргинин + О₂ → L-цитруллин + NO^.

^{FM, ВH4, гем}

В процессе биосинтеза NO^. участвует 5 электронов. По своему механизму реакция является монооксигеназной, в ходе которой один атом кислорода включается в молекулу субстрата (NO^.). При этом образуется промежуточный продукт N-гидрокси-L-аргинин. Для активности NOS необходимы кальций-связывающий белок кальмодулин (СаМ), а также коферменты и простетические группы: тетрагидроптерин (ВН₄), НАДФН, ФАД, ФМН, гем с пентакоординированным Fe³⁺, Zn²⁺. NOS- это флавогемопротеин. В молекуле фермента выделяют 2 домена: оксигеназный (гемовый) домен на N-конце и редуктазный домен на С-конце.

Редуктазный домен включается в транспорт электронов от НАДФН:

НАДФН → ФАД → ФМН → гем (Fe³⁺)

Перенос электронов между ФАД и ФМН необходим для генерации стабильного флавинсемихинонного радикала и для восстановления гемопротеина (Fe³⁺→ Fe²⁺). В оксигеназном домене находится центр для связывания L-аргинина, происходит активация кислорода (О₂→ О₂ ^.) и окисление гуанидинового азота аргинина с образованием NO^. и цитруллина.

Между доменами находится центр для связывания СаМ, без которого NOS неактивна и который определяет субклеточную локализацию фермента. ВН₄ необходим для формирования нативной структуры фермента и для сближения кислорода, железа гема и гуанидиновой группы аргинина. NOS является гомодимером и связывание Zn²⁺ обязательно для образования димерной молекулы фермента. Работа фермента зависит от концентрации Са²⁺. Комплекс Са²⁺-СаМ включен в контроль переноса электронов между флавиновыми простетическими группами и гемом в оксигеназном домене.

Рис. 14. Структурная организация нейрональной NO-синтазы

NOS – это семейство ферментов, образующих NO обнаружено во всех тканях и клетках. В настоящее время выделены и охарактеризованы три изоформы NOS. Две из них коститутивные (стационарные): нейрональная – nNOS (NOSI) и эндотелиальная – eNOS (NOSIII). Обнаружена еще индуцибельная форма – iNOS (NOSII).

Таблица 4