一氧化氮合酶的若干研究进展

一氧化氮合酶(NOS)是一氧化氮(NO)生物学与医学研究的重要内容.近年来,对NOS酶本质及其生化与分子生物学特性甚至某些分子遗传学方面的认识都在迅速发展和深化.研究表明,干预NOS-NO途径的某些环节,如酶激活、NO合成、释放与转运甚至有关酶的编码基因及其表达,将为某些临床问题的解决提供新的思路和手段．     

诱导型一氧化氮合酶与疾病

炎症是众多疾病如自体免疫紊乱、神经退行性病变、心血管疾病和癌症发展的病理机制,诱导型一氧化氮合酶在炎症过程中被诱导表达,产生过量的一氧化氮,引发炎症级联反应,进而导致以上多种疾病发生。抑制诱导型一氧化氮合酶表达在体内体外实验及临床使用中均体现抗炎效果和症状改善。本文综述了诱导型一氧化氮合酶在炎症过程中诱导表达及与各类重大疾病联系的最新进展,并展望了诱导型一氧化氮合酶抑制剂作为抗炎治疗策略的前景。     

一氧化氮(NO)熏蒸蒜瓣对蒜苗叶片光合作用的影响

以白皮改良蒜为试验材料,用不同浓度的一氧化氮气体（0.1、0.5、1.0 μmol·L^-1）在无氧环境中对大蒜进行熏蒸。并使用TPS 1便携式光合仪结合Farquhar和Sharkey的理论测定或计算NO处理蒜苗的相关光合指标,同时测定核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)含量。发现与1.0 μmol·L^-1 NO气体处理相比,0.5 μmol·L^-1 NO处理的蒜苗叶片净光合速率（P_n）、气孔导度(G_s)提高、而胞间隙CO₂浓度（C_i）、气孔限制值(L_s)降低,说明0.5 μmol·L^-1 NO处理下蒜苗光合速率高于1.0 μmol·L^-1 NO的处理的主要是非气孔因素。而且0.5 μmol·L^-1 NO处理提高了蒜苗叶片表观量子效率(AQY)、表观羧化效率(CE)和光合能力(A_o)及Rubisco含量,说明外源NO处理提高了蒜苗叶片光合作用过程中光反应能力和碳同化过程中羧化酶羧化效率。与对照相比,1.0 μmol·L^-1 NO处理降低了蒜苗叶片净光合速率,同时气孔导度、胞间隙CO₂浓度、表观量子效率、Rubisco含量、羧化效率和光合能力均降低,而气孔限制值升高,说明1.0 μmol·L^-1 NO对蒜苗光合作用的抑制既有气孔因素,也有非气孔因素。而0.1 μmol·L^-1 NO处理各项指标与对照无显著性的差异。     

雌性动物生殖系统中的一氧化氮

一氧化氮(nitric oxide,NO)属于无机自由基气体,作为一种特殊的生物传递信号分子,日益受到生命科学各领域的普遍重视。机体内的NO是由三种一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)合成的。NOS在体内的分布极为广泛,几乎遍布机体的每一个系统。研究表明,生殖系统中的NO参与了卵泡的发育和成熟、胚胎的植入、妊娠的维持、分娩等许多生理过程。现就NO在雌性生殖系统中的作用进行阐述。     

Involvement of Nitric Oxide in the Medullary Control of Circulation in Normotensive Rats

In acute experiments on anesthetized (urethane) normotensive rats, we studied the hemodynamic effects of unilateral microinjections of a nitric oxide (NO) donor, sodium nitroprusside, into the medullary nuclei participating in central cardiovascular control. We studied also the effects of modulation of the intensity of NO production: enhancing its synthesis by intramedullary injections of exogenous L-arginine or inhibiting this process with an inhibitor of neuronal NO synthase (nNOS), L-NNA, or with an inhibitor of arginase, norvaline. Intramedullary injections of the above agents were confined to the nucleus of the tractus solitarius, dorsal motor nucleus of the vagus, nucleus ambiguous, and lateral reticular nucleus. We tried to evaluate the possibility of production of NO from L-arginine in central neurons of normotensive rats via not only the well-known NO synthase pathway, but also via an alternative arginase-mediated pathway of metabolism of the above amino acid. Our results demonstrated that both enzymes are potentially active: injections of the mentioned inhibitors of the enzymes into the medullary neuronal structures induced marked shifts in the systemic arterial pressure (SAP), the integrative parameter characterizing the state of the cardiovascular system. After preliminary administration of an nNOS inhibitor, 7-nitroindazole (30 mg/kg, i.p.) or an inhibitor of arginase, norvaline (2 g, i.v.), injections of L-arginine into the medullary nuclei failed to evoke significant shifts in the SAP. We suggest that the comparative degree of activation of nNOS or arginase in the medullary nuclei depends on different factors, first of all on the level of oxygenation of the nerve tissue. An inverse dependence is likely to exist between the levels of activation of the above enzymes.     

一氧化氮对小麦叶片老化过程的调节

用不同浓度(0.05、0.10、0.20、0.50 mmol/L)的外源一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodiumnitroprusside,SNP)处理正常生长小麦(Triticum aestivum L.)叶片(二叶一心期时全展第一叶).结果显示低浓度SNP(0.05、0.10、0.20 mmol/L)可以明显降低叶片H2O2和MDA的水平,其中0.10 mmol/LSNP的作用最为明显;而较高浓度SNP(0.50 mmol/L)则作用相反.进一步采用0.10 mmol/L SNP处理不同叶位的小麦叶片(四叶一心期),结果表明低浓度NO对不同老化阶段中叶片的H2O2、O-2和MDA累积都有缓解作用,并明显减缓叶绿素、可溶性叶蛋白尤其是Rubisco的降解,有效延缓了叶片的老化进程.在完整叶绿体体外老化实验中也发现,不同浓度SNP(0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、5.00 mmol/L)的作用同样表现双重性,其中0.20 mmol/L SNP对膜结构及Rubisco保护作用最明显.上述结果证实,低浓度外源NO可延缓小麦叶片的老化过程,并可能与其降低叶片活性氧(ROS)水平及缓解氧化损伤有关.     

The Effect of Air Pollution on Exhaled Nitric Oxide of Atopic and Nonatopic Subjects

Levels of exhaled nitric oxide (NO) were determined in well-characterized atopic and nonatopic subjects on 4 days with a different level of outdoor air pollution. The two groups matched well regarding spirometric values, i.e., no difference with regard to FEV(1), FVC, and peak flow. On the 4 test days asymptomatic atopic subjects exhaled 1.5- to 2.4-fold higher levels of NO compared with nonatopic subjects. In both groups the increase in exhaled NO in response to air pollution was similar (2.5 times maximal increase, P < 0.01). In conclusion, atopic subjects exhale higher levels of NO compared with nonatopic subjects, but respond to a similar degree to increased levels of air pollution.     

一氧化氮对小麦叶片老化过程的调节

用不同浓度(0．05、0．10、0．20、0．50mmol／L)的外源一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理正常生长小麦(Triticum aestivum L．)叶片(二叶一心期时全展第一叶)。结果显示低浓度SNP(0．05、0．10、0．20mmol／L)可以明显降低叶片H2O2和MDA的水平,其中0．10mmol／L SNP的作用最为明显;而较高浓度SNP(0．50mmol／L)则作用相反。进一步采用0．10mmol／L SNP处理不同叶位的小麦叶片(四叶一心期),结果表明低浓度NO对不同老化阶段中叶片的H2O2、O2^7和MDA累积都有缓解作用,并明显减缓叶绿素、可溶性叶蛋白尤其是Rubisco的降解,有效延缓了叶片的老化进程。在完整叶绿体体外老化实验中也发现,不同浓度SNP(0．05、0．10、0．20、0．50、1．00、5．00mmol／L)的作用同样表现双重性,其中0．20mmol／L SNP对膜结构及Rubisco保护作用最明显。上述结果证实,低浓度外源NO可延缓小麦叶片的老化过程,并可能与其降低叶片活性氧(ROS)水平及缓解氧化损伤有关。     

外源NO提高小麦幼苗抗旱性的生理机制

以小麦(Triticum aestivum L.)品种'豫麦49'为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响.结果显示:自然干旱10 d后,对照组幼苗几乎全部枯死,而50μmol·L-1SNP处理幼苗并未发生枯死,其幼苗在旱后复水2 d后能完全恢复正常生长;在25%PEG-6000模拟干旱条件下,50μmol·L-1SNP处理也能明显改善受胁迫小麦幼苗长势.50μmol·L-1SNP处理使模拟干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量显著提高15.98%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)分别显著提高47.11%和42.86%,而胞间CO2浓度(GI)显著降低了8.19%;也使小麦组织浸出液电导率显著降低30%,茎叶的K 含量显著增加24.55%(P<0.01).研究发现,外源NO既可通过降低小麦幼苗叶片蒸腾来维持较高的叶片相对含水量,缓解因干旱缺水对植株的伤害;又可增加K 在茎叶中积累,减轻干旱胁迫对小麦幼苗细胞膜伤害,维持干旱胁迫下小麦幼苗较高的光合速率,以确保植株正常生长和有机物质积累.     

植物体内一氧化氮合成途径研究进展

一氧化氮(NO)作为一种气体信号分子,在植物生理过程中发挥重要作用,它参与调节植物的生长、发育及对外界环境的应激反应.植物体内主要通过酶催化途径和非酶催化途径合成NO.酶催化途径合成NO的主要酶包括一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)和硝酸还原酶(nitrate reductase,NR),以及在某些植物的特定组织或器官或在特殊环境条件下存在的一氧化氮氧化还原酶(nitric oxide oxidoreductase,Ni-NOR)和黄嘌呤氧化还原酶(xanthine oxidoreductase,XOR).非酶催化合成途径主要是在酸性和还原剂存在条件下将亚硝酸盐还原成NO.该文主要结合研究方法,综述了植物体内NO合成途径的研究进展,为植物体内NO信号的作用机理的深入研究提供信息资料.     

神经系统中的一氧化氮

一氧化氮(NO)是一种广泛存在的独特的生物信使因子和效应因子.NO参与脑内许多生理功能和病理生理过程.NO调节神经递质释放和脑血流,参与神经发育和基因表达调控.NO可能作为一种逆行信使物质参与海马的长时程突触传递增强和小脑的长时程突触传递抑制.过多的NO则具有神经毒性并与许多神经系统疾病有关.     

大鼠脑组织中一氧化氮合酶测定

在含有一氧化氮合酶(NOS)底物左族精氨酸(L-Arg), 辅助因子还原性辅酶Ⅱ(NADPH)、四氢生物蝶呤(BH₄)、黄素单核苷酸(FMN), 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)以及Ca²⁺、钙调蛋白等溶液中加入大鼠脑组织匀浆离心上清液, 组成酶反应体系. 37℃温育80min, 应用N-(1-萘基)-乙二胺、对氨基苯磺酸的重氮、偶氮反应测定酶反应体系中一定时间内NO代谢产物NO^-₂浓度变化, 建立一种简便的NOS活性测定方法. 反应体系最佳pH为7.4, K_m=0.1mmol/L, 体系内NO^-₂生成量与加入样品量之间有良好线性关系(r=0.998). 此方法简单、方便、重复性好, 批内CV为3.69%, 批间CV为5.16%. 10只健康大鼠脑组织中NOS活性为(39.61±7.64)nmol/(min·g).     

一氧化氮对豆科植物结瘤及固氮的影响机制

豆科植物-根瘤菌共生过程受双方基因复杂且精细的调控, 能够产生特异的根瘤结构并可将大气中的惰性氮气(N₂)转化为可被植物直接利用的氨态氮。结瘤与固氮受多种因素影响, 其中, 一氧化氮(NO)作为一种自由基反应性气体信号分子, 可参与调节植物的许多生长发育过程, 如植物的呼吸、光形态建成、种子萌发、组织和器官发育、衰老以及响应各种生物及非生物胁迫。在豆科植物中, NO不仅影响寄主与菌共生关系的建立, 还参与调控根瘤菌对氮气的固定并提高植株氮素营养利用效率。该文主要从豆科植物及共生菌内NO的产生、降解及其对结瘤、共生固氮的影响和对环境胁迫的响应, 阐述了NO调控豆科植物共生体系中根瘤形成和共生固氮过程的作用机制, 展望了NO信号分子在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。     

Cyclosporin-A Inhibits Constitutive Nitric Oxide Synthase Activity and Neuronal and Endothelial Nitric Oxide Synthase Expressions after Spinal Cord Injury in Rats

Nitric oxide (NO) plays a role in the pathophysiology of spinal cord injury (SCI). NO is produced by three types of nitric oxide synthase (NOS) enzymes: The constitutive Ca²⁺/calmodulin-dependent neuronal NOS (nNOS) and endothelial NOS (eNOS) isoforms, and the inducible calcium-independent isoform (iNOS). During the early stages of SCI, nNOS and eNOS produce significant amounts of NO, therefore, the regulation of their activity and expression may participate in the damage after SCI. In the present study, we used Cyclosporin-A (CsA) to further substantiate the role of Ca-dependent NOS in neural responses associated to SCI. Female Wistar rats were subjected to SCI by contusion, and killed 4 h after lesion. Results showed an increase in the activity of constitutive NOS (cNOS) after lesion, inhibited by CsA (2.5 mg/kg i.p.). Western blot assays showed an increased expression of both nNOS and eNOS after trauma, also antagonized by CsA administration.     

一氧化氮在心肌缺血再灌注损伤中的调节作用 及相关治疗药物研究进展

一氧化氮 ( NO ) 是体内调节心血管系统功能的重要信号分子,在血管收舒、血小板活性调节、细胞增殖凋亡、氧化应激及炎症反 应等过程中发挥了不可或缺的作用。在心肌缺血再灌注过程中,随着一氧化氮合成酶表达和 NO 底物水平的动态变化,NO 生成的时间和 产量均会发生变化,导致其作用具有两面性。综述 NO 的产生与作用、在心肌缺血再灌注损伤中的作用和影响因素以及相关治疗药物及作 用机制的研究进展,为心肌缺血再灌注损伤的有效治疗和进一步研究提供参考     

糖皮质激素对机械通气大鼠肺组织iNOS、NO表达的影响

目的通过观察糖皮质激素对机械通气大鼠肺组织诱导型一氧化氮合酶（iNOS）及一氧化氮（NO）表达的影响,探讨糖皮质激素对呼吸机所致肺损伤（ventilator induced lung injury,VILI）的干预作用。方法 24只雄性Wistar大鼠随机分为对照组、机械通气组、地塞米松（DXM）干预组。用逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）法检测肺组织iNOS mRNA表达,用免疫组织化学染色法检测肺组织iNOS蛋白表达,用硝酸还原酶法测定肺组织和血浆NO含量。结果机械通气组和DXM干预组大鼠肺组织iNOS mRNA及其蛋白表达水平,以及血浆和肺组织NO含量均明显高于对照组（P〈0.01）;DXM干预组上述指标与机械通气组比较均明显降低（P〈0.01）。结论糖皮质激素可通过抑制肺组织iNOS的表达,减少NO的生成,对机械通气大鼠肺组织具有保护作用。     

一氧化氮在植物中的生理功能

一氧化氮是植物体内一种重要的活性分子,它对植物的种子萌发、生长发育、气孔运动、呼吸作用以及抗逆反应等生理过程起重要的调节作用,与植物激素存在密切关系。现对一氧化氮在植物中的生理功能进行综述。     

外源一氧化氮对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化的缓解作用

采用15%的聚乙二醇-6000(PEG-6000)对扬麦158三叶一心期的幼苗根部进行轻度渗透胁迫处理,并通过添加不同浓度的一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitropussidi,SNP)和相应的对照(BO-3/NO-2),研究外源NO处理对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化作用的影响.结果发现,0.1 nnol/L的SNP能降低渗透胁迫造成的小麦幼苗叶片脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性的提高,降低超氧阴离子(O-2)的产生速率和质膜相对透性的增加以及丙二醛(MDA)和H2O2的累积;0.1 mmol/L的SNP还能够诱导超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,加速脯氨酸(Pro)的累积,而0.5mmo1/L的SNP和0.1mmo1/L的NO3/NO2(对照)处理的效果则不明显.上述结果表明低浓度NO对渗透胁迫造成的膜脂过氧化有明显的缓解效应.     

Leptin and Nitric Oxide Production in Normotensive and Hypertensive Men

Objective: Recent findings have shown that leptin, the product of the obesity gene, may actively participate in the regulation of blood pressure and other cardiovascular functions through the nitric oxide (NO)‐dependent mechanism. Research Methods and Procedures: In this study, to test the hypothesis that leptin regulation of NO metabolism is impaired in hypertension, we examined the possible relationship between circulating leptin and plasma NO metabolite level in normotensive (NT) and hypertensive (HT) men. Results: There were significant correlations between circulating leptin and BMI in both the NT and HT groups (NT: r = 0.64, n = 26, p < 0.01; HT: r = 0.59, n = 22, p < 0.01). The concentration of circulating leptin was similar between the NT and HT men, although the plasma NO metabolite level (nitrite and nitrate) was significantly reduced in the HT men compared with the NT men (NT: 51.0 ± 4.9 μM, n = 26; HT: 37.1 ± 2.5 μM, n = 22, p < 0.05). The circlating leptin was significantly correlated with the plasma NO metabolite level in the overall analysis of the NT and HT men (r = 0.35, n = 48, p < 0.05). When the analysis of the correlation for the NT and HT men was performed separately, there was a significant correlation between circulating leptin and plasma NO metabolites in the NT men (r = 0.45, n = 26, p < 0.05) but not in the HT men (r = 0.15, n = 22). The results of this study are consistent with the hypothesis that leptin‐related metabolism of NO might be altered in HT men.     

胡桃枝的化学成分及抑制一氧化氮生成的作用

以体外测定各化合物对抑制脂多糖(LPS)和γ干扰素(IFNγ)诱导的RAW264.7大鼠巨噬细胞NO的生成量为活性指标,从核桃中分离得到了5个化合物,分别为2乙氧基胡桃醌(1),3乙氧基胡桃醌(2),regiolone(3),(4S)4hydroxyαtetralone(4)和大黄素(5)。化合物1和2为首次从该植物中分离得到,化合物1具有较强的抑制大鼠巨噬细胞NO生成的作用。化合物1和2均为首次作为天然产物得到。