www.wikidata.uk-ua.nina.az

Синтаза оксиду азоту Синтази оксиду азоту NO синтази скорочено NOS від англ Nitric oxide synthase родина ферментів що за

Синтаза оксиду азоту

Синтази оксиду азоту, NO-синтази (скорочено NOS, від англ. Nitric oxide synthase) — родина ферментів, що забезпечують синтез Нітроген (II) оксиду (NO) із l-аргініну. NO відіграє роль у багатьох фізіологічних процесах, таких як регуляція скорочення гладеньких м'язів, передача нервових імпульсів, забезпечення імунної відповіді. У ссавців наявні три ізоформи NO-синтази: ендотеліальна eNOS (також NOS3), нейрональна nNOS (також NOS1) й індуцибельна iNOS (також NOS2). Перші дві конститутивно експресуються у відповідних типах клітин і активуються у разі підвищення цитоплазматичної концентрації кальцію. Синтез iNOS індукуються тільки за певних умов, проте вона є кальцій-незалежною.

Нейрональна синтаза оксиду азоту
Ідентифікатори
Символ NOS1
Інші символи nNOS
Номер CAS 125978-95-2
Entrez 4842
HUGO 7872
OMIM 163731
UniProt P29475
Інша інформація
Шифр КФ 1.14.13.39
Локус Хр. 12 q14qter
Індуцибельна синтаза оксиду азоту
Ідентифікатори
Символ NOS2
Інші символи iNOS
Номер CAS 125978-95-2
Entrez 4843
HUGO 7873
OMIM 163730
UniProt P35228
Інша інформація
Шифр КФ 1.14.13.39
Локус Хр. 17 q11.2
Ендотеліальна синтаза оксиду азоту
Ідентифікатори
Символ NOS3
Інші символи eNOS
Номер CAS 125978-95-2
Entrez 4846
HUGO 7876
OMIM 163729
UniProt P29474
Інша інформація
Шифр КФ 1.14.13.39
Локус Хр. 7 q36

Структура ферментів Редагувати

Ізоферменти NO-синтази мають від 50 до 60 % ідентичності амінокислотних послідовностей. Всі вони є гомодимерними білками із субодиницями від 125 до 160 кДа. Кожна субодиниця має два домени:

  1. N-кінцевий домен, який також називають оксигеназним або гемовим, складається із приблизно 500 амінокислотних залишків і має близьку структуру у трьох ізоферментів NO-синтази. Він каталізує обидві стадії реакції деамінування аргініну, а також містить поверхню взаємодії субодиниць. Тут відбувається зв'язування субстратів: l-аргініну та кисню, а також двох простетичних груп: Fe(III)-гему і 5,6,7,8-тетрагідробіоптерину (H4B).
  2. C-кінцевий або редуктазний домен складається із близько 600 амінокислотних залишків і забезпечує реакцію синтезу NO електронами. Він приєднує НАДФH, а також дві простетичні групи: ФАД та ФМН, завдяки трьом нуклеотид-зв'язуючим модулям. Цей домен гомологічний до цитохром P450 редуктази.

Хід реакції Редагувати

Синтез оксиду азоту відбувається у дві стадії, проміжним продуктом є Nω-гідрокси-l-аргінін (NOHA). На першому етапі НАДФН приєднаний до редуктазного домену передає два електрони через ФАД та ФМН до гему оксигеназного домену іншої субодиниці, після чого відбувається реакція з киснем, продуктами якої є NOHA і вода. У другій стадії використовується тільки один електрон НАДФН (так, що для синтезу однієї молекули NO необхідно 3/2 НАДФН) і ще одна молекула кисню. Кінцевими продуктами є Нітроген (II) оксид, l-цитрулін та вода. Для проходження обидвох етапів реакції необхідна наявність H4B, що функціонує як внутрішній редокс агент. Як під час утворення NOHA, так і під час утворення NO, він спочатку окиснюється до радикальної форми (H4B•+), а потім знову відновлюється.

Ізоформи Редагувати

Три форми NO-синтази в організмі ссавців мають різні функції, особливості експресії в різних тканинах, та регулюються різним чином. Перша NO-синтаза була виділена із нейронів, тому вона має назву нейрональна, проте вона також наявна у скелетних м'язах, нейтрофілах, острівцях підшлункової залози, ендотелії, а також епітелії дихальних шляхів і травного тракту. Друга — індуцибельна — форма була виділена із макрофагів, проте може експресуватись у дуже багатьох різних типах клітин. Ендотеліальна NOS, окрім ендотеліоцитів, була виявлена також і в нейронах.

Кальцій-залежні NO-синтази Редагувати

Ендотеліальна та нейрональна форми синтази оксиду азоту експресуються конститутивно. Вони активуються кальцій-кальмодуліном, який приєднується до ділянки довжиною 30 амінокислот, що з'єднує оксигеназний та редуктазний домени субодиниць. Через кальцій-залежність ці ізоформи інколи позначають буквою c (ecNOS, ncNOS). Період активності eNOS та nNOS після стимуляції триває хвилини, eNOS також характеризується меншою у порівнянні з іншими ізоформами максильмальною швидкістю каталізу (Vmax). Ендотеліальна та нейрональна NO-синтази задіяні у таких процесах як проведення нервових імпульсів, забезпечення перистальтики та миттєва регуляція кров'яного тиску. Наприклад, такі фактори як ацетилхолін та брадикінін активують фосфоінозитидний сигнальний шлях в клітинах ендотелію, що призводить до підвищення цитоплазматичної концентрації Ca2+. Внаслідок цього відбувається активація eNOS, а утворений монооксид азоту дифундує до гладеньких м'язів та спричинює їхнє скорочення. У нейронах концентрація кальцію підвищується під час проходження нервового імпульсу, це призводить до активації nNOS. Утворений оксид азоту відповідає за незалежне від ендотелію розширення судин внаслідок нервової стимуляції гладеньких м'язів. Цей шлях необхідний для регулювання просвіту артерій мозку а також для ерекції пеніса.

Індуцибельна NO-синтаза Редагувати

На відміну від інших ізоформ iNOS не відповідає на стимуляцію кальцієм, хоча і має дві приєднані кальмодулінові субодиниці. Її експресія індукується у макрофагах та нейтрофілах, а також і в інших типах клітин (наприклад у гепатоцитах, хондроцитах, кератиноцитах, дихальному епітелії, клітинах аденокарциноми), у відповідь на стимуляцію цитокінами або/і ендотоксинами. Після цього активність може зберігатись навіть впродовж кількох днів. Головна роль NO, що продукується за таких умов, це його токсична дія на бактерії та інші патогенні організми. Збільшенню згубного ефекту оксиду азоту сприяє супероксид аніон, що продукується разом із ним, сполучаючись вони утворюють навіть більш отруйну сполуку — пероксинітрит. Цитокіни та ендотоксини можуть викликати сильне і довготривале розширення судин і брак адекватної відповіді на вазоконстриктори, такі як епінефрин. Підвищене виділення NO робить внесок у патогенез септичного шоку, ушкодження тканин, пов'язаного із запаленням, зокрема під час автоімунних захворювань.

Примітки Редагувати

  1. ↑ Voet et al, 2011, с. 686.
  2. Voet et al, 2011, с. 687.
  3. ↑ Nathan C, Xie QW (1994). Nitric oxide synthases: roles, tolls, and controls. Cell 78: 915–8. PMID 7522969. doi:10.1016/0092-8674(94)90266-6. 
  4. ↑ Voet et al, 2011, с. 688.

Джерела Редагувати

  • Voet D., Voet J.G. (2011). Biochemistry (вид. 4th). Wiley. с. 487—496. ISBN 978-0470-57095-1. 

Література Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Sintazi oksidu azotu NO sintazi skorocheno NOS vid angl Nitric oxide synthase rodina fermentiv sho zabezpechuyut sintez Nitrogen II oksidu NO iz l argininu NO vidigraye rol u bagatoh fiziologichnih procesah takih yak regulyaciya skorochennya gladenkih m yaziv peredacha nervovih impulsiv zabezpechennya imunnoyi vidpovidi U ssavciv nayavni tri izoformi NO sintazi endotelialna eNOS takozh NOS3 nejronalna nNOS takozh NOS1 j inducibelna iNOS takozh NOS2 Pershi dvi konstitutivno ekspresuyutsya u vidpovidnih tipah klitin i aktivuyutsya u razi pidvishennya citoplazmatichnoyi koncentraciyi kalciyu Sintez iNOS indukuyutsya tilki za pevnih umov prote vona ye kalcij nezalezhnoyu Nejronalna sintaza oksidu azotuIdentifikatoriSimvol NOS1Inshi simvoli nNOSNomer CAS 125978 95 2Entrez 4842HUGO 7872OMIM 163731UniProt P29475Insha informaciyaShifr KF 1 14 13 39Lokus Hr 12 q14qterInducibelna sintaza oksidu azotuIdentifikatoriSimvol NOS2Inshi simvoli iNOSNomer CAS 125978 95 2Entrez 4843HUGO 7873OMIM 163730UniProt P35228Insha informaciyaShifr KF 1 14 13 39Lokus Hr 17 q11 2Endotelialna sintaza oksidu azotuIdentifikatoriSimvol NOS3Inshi simvoli eNOSNomer CAS 125978 95 2Entrez 4846HUGO 7876OMIM 163729UniProt P29474Insha informaciyaShifr KF 1 14 13 39Lokus Hr 7 q36 Zmist 1 Struktura fermentiv 2 Hid reakciyi 3 Izoformi 3 1 Kalcij zalezhni NO sintazi 3 2 Inducibelna NO sintaza 4 Primitki 5 Dzherela 6 LiteraturaStruktura fermentiv RedaguvatiIzofermenti NO sintazi mayut vid 50 do 60 identichnosti aminokislotnih poslidovnostej Vsi voni ye gomodimernimi bilkami iz subodinicyami vid 125 do 160 kDa Kozhna subodinicya maye dva domeni N kincevij domen yakij takozh nazivayut oksigenaznim abo gemovim skladayetsya iz priblizno 500 aminokislotnih zalishkiv i maye blizku strukturu u troh izofermentiv NO sintazi Vin katalizuye obidvi stadiyi reakciyi deaminuvannya argininu a takozh mistit poverhnyu vzayemodiyi subodinic Tut vidbuvayetsya zv yazuvannya substrativ l argininu ta kisnyu a takozh dvoh prostetichnih grup Fe III gemu i 5 6 7 8 tetragidrobiopterinu H4B 1 C kincevij abo reduktaznij domen skladayetsya iz blizko 600 aminokislotnih zalishkiv i zabezpechuye reakciyu sintezu NO elektronami Vin priyednuye NADFH a takozh dvi prostetichni grupi FAD ta FMN zavdyaki trom nukleotid zv yazuyuchim modulyam Cej domen gomologichnij do citohrom P450 reduktazi 1 Hid reakciyi RedaguvatiSintez oksidu azotu vidbuvayetsya u dvi stadiyi promizhnim produktom ye Nw gidroksi l arginin NOHA Na pershomu etapi NADFN priyednanij do reduktaznogo domenu peredaye dva elektroni cherez FAD ta FMN do gemu oksigenaznogo domenu inshoyi subodinici pislya chogo vidbuvayetsya reakciya z kisnem produktami yakoyi ye NOHA i voda U drugij stadiyi vikoristovuyetsya tilki odin elektron NADFN tak sho dlya sintezu odniyeyi molekuli NO neobhidno 3 2 NADFN i she odna molekula kisnyu Kincevimi produktami ye Nitrogen II oksid l citrulin ta voda Dlya prohodzhennya obidvoh etapiv reakciyi neobhidna nayavnist H4B sho funkcionuye yak vnutrishnij redoks agent Yak pid chas utvorennya NOHA tak i pid chas utvorennya NO vin spochatku okisnyuyetsya do radikalnoyi formi H4B a potim znovu vidnovlyuyetsya 2 nbsp Izoformi RedaguvatiTri formi NO sintazi v organizmi ssavciv mayut rizni funkciyi osoblivosti ekspresiyi v riznih tkaninah ta regulyuyutsya riznim chinom Persha NO sintaza bula vidilena iz nejroniv tomu vona maye nazvu nejronalna prote vona takozh nayavna u skeletnih m yazah nejtrofilah ostrivcyah pidshlunkovoyi zalozi endoteliyi a takozh epiteliyi dihalnih shlyahiv i travnogo traktu Druga inducibelna forma bula vidilena iz makrofagiv prote mozhe ekspresuvatis u duzhe bagatoh riznih tipah klitin Endotelialna NOS okrim endoteliocitiv bula viyavlena takozh i v nejronah 3 Kalcij zalezhni NO sintazi Redaguvati Endotelialna ta nejronalna formi sintazi oksidu azotu ekspresuyutsya konstitutivno Voni aktivuyutsya kalcij kalmodulinom yakij priyednuyetsya do dilyanki dovzhinoyu 30 aminokislot sho z yednuye oksigenaznij ta reduktaznij domeni subodinic 4 Cherez kalcij zalezhnist ci izoformi inkoli poznachayut bukvoyu c ecNOS ncNOS Period aktivnosti eNOS ta nNOS pislya stimulyaciyi trivaye hvilini eNOS takozh harakterizuyetsya menshoyu u porivnyanni z inshimi izoformami maksilmalnoyu shvidkistyu katalizu Vmax Endotelialna ta nejronalna NO sintazi zadiyani u takih procesah yak provedennya nervovih impulsiv zabezpechennya peristaltiki ta mittyeva regulyaciya krov yanogo tisku 3 Napriklad taki faktori yak acetilholin ta bradikinin aktivuyut fosfoinozitidnij signalnij shlyah v klitinah endoteliyu sho prizvodit do pidvishennya citoplazmatichnoyi koncentraciyi Ca2 Vnaslidok cogo vidbuvayetsya aktivaciya eNOS a utvorenij monooksid azotu difunduye do gladenkih m yaziv ta sprichinyuye yihnye skorochennya U nejronah koncentraciya kalciyu pidvishuyetsya pid chas prohodzhennya nervovogo impulsu ce prizvodit do aktivaciyi nNOS Utvorenij oksid azotu vidpovidaye za nezalezhne vid endoteliyu rozshirennya sudin vnaslidok nervovoyi stimulyaciyi gladenkih m yaziv Cej shlyah neobhidnij dlya regulyuvannya prosvitu arterij mozku a takozh dlya erekciyi penisa 4 Inducibelna NO sintaza Redaguvati Na vidminu vid inshih izoform iNOS ne vidpovidaye na stimulyaciyu kalciyem hocha i maye dvi priyednani kalmodulinovi subodinici 4 Yiyi ekspresiya indukuyetsya u makrofagah ta nejtrofilah a takozh i v inshih tipah klitin napriklad u gepatocitah hondrocitah keratinocitah dihalnomu epiteliyi klitinah adenokarcinomi u vidpovid na stimulyaciyu citokinami abo i endotoksinami Pislya cogo aktivnist mozhe zberigatis navit vprodovzh kilkoh dniv 3 Golovna rol NO sho produkuyetsya za takih umov ce jogo toksichna diya na bakteriyi ta inshi patogenni organizmi Zbilshennyu zgubnogo efektu oksidu azotu spriyaye superoksid anion sho produkuyetsya razom iz nim spoluchayuchis voni utvoryuyut navit bilsh otrujnu spoluku peroksinitrit Citokini ta endotoksini mozhut viklikati silne i dovgotrivale rozshirennya sudin i brak adekvatnoyi vidpovidi na vazokonstriktori taki yak epinefrin Pidvishene vidilennya NO robit vnesok u patogenez septichnogo shoku ushkodzhennya tkanin pov yazanogo iz zapalennyam zokrema pid chas avtoimunnih zahvoryuvan 4 Primitki Redaguvati a b Voet et al 2011 s 686 Voet et al 2011 s 687 a b v Nathan C Xie QW 1994 Nitric oxide synthases roles tolls and controls Cell 78 915 8 PMID 7522969 doi 10 1016 0092 8674 94 90266 6 a b v g Voet et al 2011 s 688 Dzherela RedaguvatiVoet D Voet J G 2011 Biochemistry vid 4th Wiley s 487 496 ISBN 978 0470 57095 1 Literatura RedaguvatiAlderton WK Cooper CE Knowles RG 2001 Nitric oxide synthases structure function and inhibition Biochem J 357 593 615 PMID 11463332 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Sintaza oksidu azotu amp oldid 38414659