一氧化氮的生物学特性.
一氧化氮：人类生物学的新英雄
L-精氨酸+NADPH (还原型辅酶Ⅱ) +O2 →瓜氨酸+NO +NADP + (辅酶)
NO的生理学作用
NO参与维持循环系统的稳态平衡。NOS催化合成 NO,通过cGMP介导的内皮依赖性血管舒张作用,调节血 管张力。血管张力的变化可以有效地调节组织的血流。 另外,NO能清除细胞内的氧自由基, 发挥细胞保护作用 , 并且通过抑制血管平滑肌增殖,抑制血小板的聚集,抑制 粘附分子和内皮素的表达等途径来维持血管的稳态平衡。 在中枢神经系统, NO 作为神经递质参与记忆的形成; 在外周神经系统,部分神经通过NO依赖的机制调节呼吸 系统、消化系统和泌尿生殖系统的血管扩张。 在免疫系统, NO 通过影响白细胞的游走和聚集,间 接调控炎症反应。巨噬细胞可以产生大量NO,利用其细 胞毒效应,参与人体的非特异性免疫反应。
NO发现前期的关键时刻，新技术员革新了组
织切片制作和染色的方法 为了证明血管内皮细胞与血管反应性有关这 一观点，Furcllgott把做完实验的标本送给一位 组织学家做切片标本来观察，但遗憾的是这位 技术人员经切片、固定、染色送回的切片都不 含内皮细胞(加工中被破坏)，也就是说这一组织 学结果排除了内皮细胞在舒缩反应中的重要性。 但庆幸的是，半年后该实验室来了一名新技术 员，他改进了组织切片染色的方法，而终于发 现内皮的有无是舒张的关键，于1979年 Furchgott公开明确提出血管内皮细胞与血管反 应性有关。
由此他认为一氧化氮可能是一种对血流具有调节作用的信使分 子,但当时这一推测缺乏直接的实验证据。
弗奇戈特（Robert F.Furchgott）的发现
1953年，弗奇戈特使用离体血管条（ helical strip ）实验研 究了肾上腺素、去甲肾上腺素、亚硝酸钠和乙酰胆碱等对动 脉条的生理作用。但在当时的实验中存在一个令人困惑不解 的现象：给整体动物静注 ACh 引起血管舒张效应，而 ACh 对 离体血管条标本产生收缩作用而不是舒张作用？直到1978年， 一次偶然的事件才使这一矛盾得以澄清。该事件源于一次错 误实验操作：该实验室一名叫David的技术员未按原定实验 步骤， “ 错误 ” 地将拟胆碱药（ACh类似物）加到血管环 标本中，结果发现其并没有使兔主动脉环收缩，相反却使其 舒张。弗奇戈特没有放过这种反常的现象。
一氧化氮信号通路在炎症中的作用
一氧化氮信号通路在炎症中的作用炎症是一种生物反应，通常是机体受到外界刺激后的一种防御性反应，它通常表现为红肿、热、痛和功能衰退等，这是机体防御性反应的体现。
炎症反应是一种复杂的生物学过程，成百上千种细胞和化学因子相互作用，在炎症反应过程中扮演着关键的角色。
氮氧化物在炎症反应中扮演了重要的角色，其中一种氮氧化物——一氧化氮——是炎症反应中的关键性分子。
一氧化氮的合成依赖于二氧化氮合酶（NOS）的催化反应，NOS存在于许多细胞中，主要由内皮细胞NOS、神经元NOS以及诱导NOS三种类型。
一氧化氮的生物学特性使其可以扮演调节多种生物学过程的角色，例如细胞凋亡、细胞生长、免疫系统、血管舒张和神经传递等等，但我们将主要关注一氧化氮在炎症反应中的作用。
一氧化氮生产与应用在炎症反应中，一些病理状态（如感染、缺血和再灌注性损伤等）会诱导诱导型NOS（iNOS）的表达，并且iNOS的诱导可以导致极大量的一氧化氮产生，这样就可以进一步调节免疫细胞的功能、增加血管通透性、并引起对神经系统的损害。
氮氧化物的生理功能是多种多样的，包括抗菌、免疫反应、细胞凋亡、细胞凋亡及成纤维细胞增殖，细胞凋亡还可能通过一氧化氮与超氧反应生成更多的物质来增强这一过程的影响。
一氧化氮作为一个介质，它在炎症反应中的作用方式主要取决于两个因素：其对肿瘤坏死因子TNFα产生的负反馈作用和它对某些炎症分子的反应能力（例如脂质、蛋白质磷酸和转录因子激素）等。
炎症反应通常会伴随着肿瘤坏死因子（TNFα）的产生，而一氧化氮可以发挥负反馈作用，减弱TNFα的生物学效应，这主要是通过下调TNFR1的表达来实现的。
此外，与TNFR2的亲和力增加有关，一氧化氮也可增强TNFα的另一个反应途径，这可能是与细胞类型和分泌状态有关的。
一氧化氮对TN Fα的反应也与其对某些炎症分子的反应能力有关，例如脂质、蛋白质磷酸和转录因子激素等，其中最主要的是下调转录因子NFκB和AP-1的活性，这些转录因子可以促进多种炎症分子如IL-1β、IL-6、TNFα等的产生，而一氧化氮可通过多种途径下调转录因子的活性，从而降低这些炎症分子的产生。
浅谈一氧化氮及其应用前景
浅谈一氧化氮及其应用前景作者：范为群来源：《硅谷》2009年第08期[摘要]一氧化氮(NO)是生物体内一种作用广泛而性质独特的信号分子，它不仅对动物的神经系统、循环系统、消化系统等有着重要的调节作用，而且也参与植物生长发育的许多过程，如种子萌发、下胚轴伸长、根生长、细胞凋亡以及植物抗逆反应等。
[关键词]一氧化氮(NO) 信使分子调节中图分类号：TQ17文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0420004－01一、NO的最初发现、制取及特性NO系无色有毒气体，由氮气和氧气在电火花或高温作用下形成，更便利的方法是由稀硝酸与铜或汞反应制取。
约在1620年，比利时科学家J.B.Van海尔蒙特首次制出一氧化氮。
1772年，英国化学家J.普利斯特利对其进行了研究，并称之为“亚硝气”。
一氧化氮在-151.8℃液化，-163.6℃固化。
固态和液态NO均为蓝色。
此气体几乎不溶于水。
一氧化氮是少数几个含有奇数电子的稳定化合物之一，它可获得或失去一个电子形成离子NO-或NO+，这些离子存在于亚硝酰基中，亚硝酰化合物有点类似于一氧化碳和过渡金属形成的羰基化合物。
工业上，NO的主要用途是制造硝酸。
二、NO的生物学特性一氧化氮具有易扩散、反应性强、性质活泼而很不稳定，生物半衰期很短(约2～3s)等特性，广泛存在于生物体内各组织器官，由血管内皮细胞产生并释放，参与机体内多种生理及病理过程。
在哺乳动物体内NO是由一氧化氮合酶(NOS)催化底物L-精氨酸(L-Arg)经还原型尼克酰胺腺苷二核苷酸磷酸(NADPH)还原而产生的。
神经Casino等用放射标记法进行光谱分析证实NO 的氮原子来于L-精氨酸，氧原子来源于氧气。
NO极不稳定，在有氧和水的环境中仅能存在6～10s，以后很快与亚铁血红素和-SH键结合而失活，其最终代谢产物为亚硝酸盐和硝酸盐[1]。
NO与受体结合后，作用于血管平滑肌细胞可溶性鸟苷酸环化酶，生成第二信使分子(cGMP)，导致细胞内钙离子浓度下，从而使血管平滑肌松弛，血管扩张，血压下降。
一氧化氮（NO）的生物学作用
一氧化氮（NO）的生物学作用NO是一种带有不成对电子的气体，化学性质不稳定，半衰期很短，仅有几秒钟，易形成硝酸盐和亚硝酸盐。
长期以来，人们只知道NO 是一种环境污染物，是酸雨的诱导者，却从未认识到这小小的气体分子在生物体内发挥着不容忽视的作用，成为20世纪90年代的研究热点，在1992年被Nature杂志誉为“明星分子”，其研究至今方兴未艾。
1978年，美国纽约州立大学Furochott等在一次偶然的机会中发现Ach对内皮保存完整的兔离体主动脉环具有舒张作用；而对去内皮螺旋条则具有收缩作用。
后来证明Ach作用于内皮细胞，产生了一种弥散因子，称为内皮细胞依赖性舒张血管因子（EDRF），后来证明EDRF即为NO.NO以L-Arg为底物，在一氧化氮合成酶（NOS）的催化下生成。
NOS经实验证明是NADPH-黄递酶，此酶按其细胞和组织来源共有三种亚型：神经元型NOS（nNOS）；内皮型NOS（eNOS）；诱导型NOS（iNOS）。
前两种在细胞处于生理状态下即可表达，是钙离子和钙调蛋白依赖型，合称为结构型NOS（cNOS），后一种为非钙依赖型，在细胞受到刺激时可大量表达。
由于NO扩散快，易被降解，其合成部位常用NOS的分布部位来表示。
用免疫组织化学和NADPH-黄递酶组织化学法发现，脊椎动物的许多部位如脑、胃肠道、肺、心血管、子宫、卵巢、巨噬细胞甚至骨骼肌细胞中有NOS阳性细胞分布。
作为一种低分子量的脂溶性分子，NO产生后以扩散的形式作用于其周围的组织和细胞，其“受体”是一些酶或其他分子中的二价铁离子。
当NO与鸟苷酸环化酶（GC）的铁离子结合后，GC便被激活，从而产生一系列的生物学效应。
NO在生物体内像一柄“双刃剑”，发挥着双重作用。
适量的NO 释放，能引起生物体的一系列生理作用，而NO的释放过量或不足，则产生一系列病理作用，危害人体健康。
NO是一种极不典型的中枢和外周神经系统的递质，因为它并非包裹在突触囊泡中或以细胞排粒作用而释放，也不作用于典型的细胞表面受体，但由于其扩散快，传导距离长而在学习和记忆中发挥作用。
二、一氧化氮(NO) - 陕西师范大学网络教育学院首页
二、一氧化氮（NO）一氧化氮（NO）是一种简单的气体分子，可在哺乳类神经细胞内经一氧化氮合酶（NOS）作用产生。
它兼有第二信使和神经递质的功能，是一种新的细胞间信息传递的重要载体，广泛参与了生理的调节，并在中枢与周围神经系统中发挥神经传导作用。
NO 是一种极不稳定的生物自由基，分子小，结构简单，常温下为气体，微溶于水，具有脂溶性，可快速透过生物膜扩散，生物半衰期只有3－5s，其生成依赖于一氧化氮合成酶（nitric oxide synthase, NOS ）。
前体：L-精氨酸合成：在NOS的作用下，精氨酸首先水解，再氧化生成瓜氨酸和NO。
瓜氨酸再通过精氨酸代琥珀酸重新合成精氨酸。
失活：NO在体内可被氧自由基、血红蛋白、氢醌迅速灭活，极易与氧反应生成NO2 ，在中性体液中转化为NO3-而丧失生物活性。
（一）、NOS有两型3种：一型为依赖于 Ca2+ 和钙调蛋白（CAM）的结构型NOS（cNOS），包括神经元型NOS （nNOS ）和内皮细胞型NOS（eNOS ）；二型是不依赖于Ca2+和CAM的诱导型NOS （iNOS ）。
通过定量PCR测定，证实了大鼠 NOS mRNA广泛分布于中枢和外周组织中，其中以小脑的含量为最高；在外周组织中，以肾脏含量为最高，其次为心脏和肺。
（二）、NOS抑制剂：L-Nω-硝基精氨酸甲酯（L-NAME）NG-甲基-L-精氨酸（L-NMMA）N-硝基-L-精氨酸（L-NNA ）氨基胍（AG）选择性抑制 iNOS硝基吲唑（7-NI）选择性抑制 nNOS非对称性二甲基精氨酸（ADMA）和L-单甲基精氨酸（L-MMA）选择性抑制内源性NOS 作用方式：一是通过扩散进入靶细胞，与细胞内特殊的靶分子相互作用，当NO与鸟甘酸环化酶（GC）作用而激活后者，产生环磷酸鸟苷（cGMP），随着细胞内cGMP水平的升高而激活一系列生理和生化过程。
另一个途径是激活二磷酸腺苷（ADP），促进ADP-核糖基直接与受体分子结合。
一氧化氮
NO的生物学特性NO是一种tl由基性质的气体，其在组织中的半减期仅有10—60 s，其反应活性取决于它被去除或破坏的速度。
NO具有脂溶性，可快速透过生物膜扩散，到达临近靶细胞发挥作用。
由于体内存在氧及其他能与NO反应的化合物如超氧阴离子，血红蛋白等。
因而NO在体内极不稳定，合成后3～5 s即被氧化，以硝酸根(N )和亚硝酸根(N )的形式存在于细胞内、外液中。
N O 的生成和作用在体内。
NO的合成需要NOS催化，以L一精氨酸为底物，以还原型辅酶Ⅱ(NADPH)为电子供体，生成NO和L一瓜氨酸。
NO没有专门的储存及释放调节机制，靶细胞上NO的多少直接与NO的合成有关，而NO的合成则与NOS的活性密切相关。
哺乳动物体内的许多组织如血管内皮细胞、巨噬细胞、嗜中性白细胞以及脑组织等均能合成NO。
N O 的生成主要有三种来源: 内皮细胞、神经细胞、神经胶质细胞。
内皮细胞源性N O体内、外研究都表明,内皮细胞源性N O 是一种强有力的血管扩张物质。
受乙酞胆碱作用时, 内皮细胞释放N O, 刺激平滑肌内的鸟昔酸环化酶使c G M P 增加从而导致脑血管的扩张。
除乙酞胆碱外, 5 一经色胺、P 物质和A D P 扩张脑微循环的作用也依赖N O 形成。
生理情况下产生的N O 除对脑血管有扩张作用外, 还可通过抑制血小板和白细胞的聚集而保护脑内皮细胞。
最近有报道, 生理情况下产生的N O 可以抑制脑微循环的自主性运动, 并对去甲肾上腺素、6 一经色胺等物质导致的脑动脉收缩有抑制作用。
神经元源性N O神经元源性N O 可能是神经元激活时脑血管反应的介质。
有人观察到小脑顶核和胆碱能纤维兴奋时所产生的脑血流增加可被N O S 抑制剂所抑制。
许多研究提示,谷氨酸受体激活在神经元产生N O 过程中起关键作用。
有研究表明, 戊四氮吟和二氢哈尔碱h( ar m al in e) 诱发癫痛过程中可产生兴奋性氨基酸的内源性蓄积也引起脑中依赖于N O 的c G M P 大量增加。
一氧化氮的生物学效应和诱导机制
一氧化氮的生物学效应和诱导机制一氧化氮，常简写为NO，是一种无色、易挥发的气体。
虽然它的毒性很强，但在合适的浓度下，一氧化氮也有利于人体的健康。
在医学领域，一氧化氮已经被证明具有很多生物学效应。
本文将围绕这个主题展开阐述。
一、一氧化氮的产生和功能一氧化氮的产生和功能在人体内是很重要的。
它是由一种叫做NO合酶的酶催化反应生成的。
当我们需要一氧化氮时，NO合酶会将精氨酸转化为亚精氨酸，然后亚精氨酸会被另一个酶催化，生成一氧化氮。
在人体内，一氧化氮具有很多生物学效应。
首先，它可以帮助放松血管，使得血流更顺畅，从而降低血压，预防心脑血管疾病的发生。
其次，它可以增强身体的免疫力。
最后，一氧化氮还可以帮助抵抗病毒和癌细胞的侵袭。
二、一氧化氮的诱导机制一氧化氮的生物学效应和诱导机制是如何实现的呢？一氧化氮作为一种活性氧，它的作用主要是通过和其它分子进行反应进而影响生物体的代谢和生理功能。
最经典的一种诱导机制就是NO- cyclic GMP Pathway机制。
在这种机制中，一氧化氮会作用于细胞表面上的激活剂，从而形成一种新的化合物------环磷酸鸟苷（cyclic GMP）。
环磷酸鸟苷对于细胞的代谢过程起到了调节作用。
三、生物学效应研究的进展在生物学效应的研究中，一氧化氮的应用已经得到了广泛和深入的探讨和研究。
对于一些疑难杂症治疗和疾病研究，一氧化氮不但安全而且有出色的治疗效果，可以说有着巨大的医学潜力。
一氧化氮在呼吸系统疾病、消化系统疾病、心血管系统疾病、癌症疾病、瘢痕疙瘩等治疗上都有应用。
从这些研究来看，一氧化氮在医学领域的前景非常广泛。
四、结论总之，一氧化氮是一种既有益又有害的化合物。
在我们的日常生活中，需要合理利用一氧化氮的生物学效应和诱导机制，从而充分发挥它的益处作用。
在未来，可以预期一氧化氮将有更广泛的应用。
这是因为随着科学技术的不断进步，我们对它的作用和机制的了解会越来越多，从而发挥出更大的作用。
一氧化氮的生物效应和在细胞信号传导中的角色
与其他气体信号分子相互作用
NO与一氧化碳（CO）在生物体内具 有协同作用，共同参与血管舒张、抗 炎和抗氧化等生理过程。
NO还可以与硫化氢（H2S）相互作用， 共同调节血管张力、细胞增殖和凋亡等 过程。
NO在神经系统中的传递作用对于学习、记忆和认知等高级脑功能具有重要意义。
免疫调节作用
01
NO在免疫系统中具有广泛的调节作用。它可以作为免疫细胞间 的信号分子，参与免疫细胞的活化、增殖和分化等过程。
02
NO还可以通过抑制某些病原体的生长和繁殖，发挥直接的抗菌、
抗病毒作用。
NO的免疫调节作用对于维持机体免疫稳态和抵御感染具有重要
生理效应
通过蛋白质磷酸化/去磷酸化过程，一氧化 氮参与细胞周期调控、细胞分化、免疫反应 等生理过程的调节。
基因表达调控作用
一氧化氮影响转录因子活性
一氧化氮可激活或抑制某些转录因子，如NF-κB、AP-1等，调控 基因转录。
一氧化氮与表观遗传学调控
一氧化氮可影响DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传学过程，进 而调控基因表达。
药物治疗靶点
针对信号传导异常环节的药物设计是疾病治疗的重要策略之一。
04 一氧化氮在细胞信号传导 中角色
cGMP依赖型信号通路
一氧化氮激活可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）
一氧化氮与sGC的血红素基团结合，改变其构象并激活酶活性，催化GTP生成cGMP。
cGMP作为第二信使
cGMP在细胞内累积，激活cGMP依赖的蛋白激酶（PKG）或cGMP门控的离子通道，进一步传递信 号。
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临床应用前景
NO在体内作用多样、机制复杂,真正把NO与 肿瘤临床治疗结合起来尚需进一步的努力。 相信随着对NO研究的不断深入,探索其与肿 瘤生物学行为之间的关系,必将为NO在肿瘤 基础研究和临床应用方面开辟广阔的前景。
中国学者研究方向
1)NO在神经信息传递功能中的作用; (2)NO在心、脑缺血性损伤中的作用; (3)NO与肝细胞毒性及免疫功能; (4)NOS的分离纯化及检测; (5)NO供体化合物的合成, (6)NO作为自由基的顺磁共振检验。
NO在植物体中的作用
1、在植物生长发育中的作用 2、在植物抗逆过程中的作用
NO在植物体研究重点
(1)植物NOS基因的克隆 (2)NO在植物抗逆过程中的作用 (3)NO在植物生长发育过程中的作用
ห้องสมุดไป่ตู้hank you!
NOS类型
神经型(neuronal NOS,nNOS) 内皮型(endothelial NOS,eNOS) 诱导型NOS(inducible NOS,iNOS)
NO对肿瘤微循环的影响
NO在维持和调节肿瘤血流、血管舒张及营养 供应方面起重要作用。
NO与肿瘤血管形成关系及其机制
Papapetropoulos等将人脐静脉内皮细胞 (HUVEC)暴露于VEGF致浓度依赖性的cGMP 水平增加,cGMP表明NO生成,L-NAME抑制此 现象。
一氧化氮的生物学特性
迪克大学的医学教Jonathan S.Stamler说 “一氧化氮在人体内无所不在，无事不能， 重要的细胞反应和生化反应几乎都必须在一 氧化氮的参与下才能发生”。
1998年R．Furchgott等三位美国科学家因对NO信 号转导机制的研究而获得诺贝尔生理和医学奖。
Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro
弗奇戈特、
伊格纳罗、
Ferid Murad 穆拉德
NO的生物学作用
1.参与心血管活动的调控 2.作为中枢神经系统的信使 3.参与免疫及炎症反应和对肿瘤的双重作用 4.在其他系统中进行调节
NO的产生
血管内皮细胞和神经细胞是NO的生成细胞， NO 的 生 成 由 一 氧 化 氮 合 酶 （ nitric oxide synthase，NOS）催化，以L精氨酸为底物， 以NADPH作为电子供体，生成NO和L瓜氨酸。
结论：NO是肿瘤血管形成的信号换能器。
NO与肿瘤生长和转移的关系及其 机制
高浓度NO使肿瘤细胞自身凋亡,而低NO水平 通过许多机制,包括前述的促进新生血管形成, 增加肿瘤血流量,提高细胞浸润性或抑制瘤细 胞凋亡而促进体内肿瘤生长。
肿瘤细胞或宿主细胞生成NO促肿瘤生长或转 移可能是多种机制的结果。
Guanylate cyclase
一氧化氮作用血管扩张的机制
NO信号分子的作用机制
血
管
内
一氧化氮合酶
皮 细
L-精氨酸 + O2
NADPH
L-瓜氨酸 + NO
胞
NO与鸟苷酸环化酶结合，使之活化
血
管
cGMP含量升高
平
滑
cGMP可降低血管平滑肌中的Ca2+的浓度，引起血管平滑肌
肌
舒张，血管扩张、血流通畅。