de moderne moleculaire biologie heeft een groot aantal grote en complexe eiwitten en genen die de lichaamsfunctie reguleren aan het licht gebracht. Daarentegen wijzen de ontdekkingen van de afgelopen tien jaar erop dat cruciale kenmerken van neuronale communicatie, bloedvatmodulatie en immuunrespons worden gemedieerd door een opmerkelijk eenvoudige chemische stof, stikstofmonoxide (NO). Endogene NO wordt gegenereerd uit arginine door een familie van drie verschillende calmoduline-afhankelijke NO synthase (NOS) enzymen. NOS van endotheelcellen (eNOS) en neuronen (nNOS) zijn beide constitutief tot expressie gebrachte enzymen, waarvan de activiteiten worden gestimuleerd door verhogingen van intracellulair calcium. Immuunfuncties voor NO worden gemedieerd door een calcium-onafhankelijke induceerbare NOS (iNOS). De uitdrukking van iNOS proteã ne vereist transcriptional activering, die door specifieke combinaties van cytokines wordt bemiddeld. Alle drie NOS gebruiken NADPH als elektronendonor en gebruiken vijf enzymcofactoren om een vijf-elektronenoxidatie van arginine aan NO met stoichiometrische vorming van citrulline te katalyseren. De hoogste niveaus van NO door het lichaam worden gevonden in neuronen, waar geen functies als een unieke boodschapper molecuul. In het autonome zenuwstelsel geen functies als belangrijke niet-adrenerge niet-cholinerge (NANC) neurotransmitter. Deze nanc route speelt een bijzonder belangrijke rol in het produceren van ontspanning van gladde spieren in de cerebrale circulatie en de gastro-intestinale, urogenitale en luchtwegen. Dysregulatie van de NOS-activiteit in autonome zenuwen speelt een belangrijke rol bij diverse pathofysiologische aandoeningen, waaronder migraine, hypertrofische pylorusstenose en mannelijke impotentie. In de hersenen, geen functies als een neuromodulator en lijkt te bemiddelen aspecten van leren en geheugen.
hoewel endogene NO oorspronkelijk werd gewaardeerd als een mediator van relaxatie van gladde spieren, speelt NO ook een belangrijke rol in skeletspieren. Fysiologisch reguleert muscle-derived NO de contractiliteit van de skeletspieren en de door inspanning geïnduceerde glucoseopname. nNOS komt voor bij het plasmamembraan van skeletspieren die diffusie van NO aan de vasculatuur vergemakkelijkt om de spierperfusie te regelen. nnos eiwit komt voor in het dystrofine complex in skeletspieren en NO kan daarom deelnemen aan de pathofysiologie van spierdystrofie.
geen signalering in exciteerbare weefsels vereist een snelle en gecontroleerde afgifte van NO aan specifieke cellulaire doelwitten. Deze strakke controle van geen signalering wordt grotendeels geregeld op het niveau van geen biosynthese. Acute controle van nnos-activiteit wordt gemedieerd door allosterische enzymregulatie, door posttranslationele modificatie en door subcellulaire targeting van het enzym. de eiwitniveaus van nNOS worden ook dynamisch geregeld door veranderingen in gentranscriptie, en dit staat langdurige veranderingen in weefsel geen niveaus toe. Terwijl geen normaal functioneert als een fysiologische neuronale mediator, overmatige productie van geen bemiddelt hersenletsel. Overactivatie van glutamaatreceptoren geassocieerd met cerebrale ischemie en andere excitotoxische processen resulteert in massale afgifte van NO. Als vrije radicalen, is NO inherent reactief en bemiddelt cellulaire toxiciteit door kritieke metabolische enzymen te beschadigen en door met superoxide te reageren om een nog krachtiger oxidant, peroxynitriet te vormen. Door deze mechanismen lijkt NO een belangrijke rol te spelen in de pathofysiologie van beroerte, de ziekte van Parkinson, de ziekte van Huntington en amyotrofe laterale sclerose.
