Syntázy oxidu dusnatého, typické hemoflavoproteiny a jejich komplikovaná enzymologie

Overview

Oxid dusnatý je dvouatomová, plynná molekula s jedním nepárovým valenčním elektronem. Fyzikální vlastnosti, jako je rozpustnost, difuzibilita a biologický poločas, spolurozhodují o chemické reaktivitě oxidu dusnatého. Oxid dusnatý je nestabilní volný radikál, signální molekula v cévách, imunitním systému i v centrální nervové soustavě. Reaktivita oxidu dusnatého za fyziologických a patologických podmínek je závislá na jeho koncentraci a na místě vzniku. Oxid dusnatý hraje důležitou roli u různých patologických stavů, jako je septický šok, kardiovaskulární onemocnění, artritida, diabetes mellitus, roztroušená skleróza, astma a hypertenze. Syntázy oxidu dusnatého jsou hemoflavoproteiny odpovědné za syntézu oxidu dusnatého z L-argininu prostřednictvím dvou následných monooxygenázových reakcí. N-terminálová, hemova doména syntáz oxidu dusnatého je funkčně podobná cytochromu P450, ale nebyla potvrzena strukturální shoda mezi cytochromem P450 a N-terminálovými doménami syntáz oxidu dusnatého. Prostetické skupiny flavinadenindinukleotid a flavinmononukleotid C-terminálové, reduktázové domény syntáz oxidu dusnatého vykazují velkou podobnost sekvencí aminokyselin s NADPH cytochrom P450 reduktázou. Prostřednictvím reduktázové domény probíhá přenos elektronů z NADPH pro katalytické reakce syntázy oxidu dusnatého. Přítomnost kalmodulinové vazebné domény, která spojuje hemovou a reduktázovou doménu, je závazná pro tvorbu oxidu dusnatého u všech izoforem syntáz oxidu dusnatého. Syntázy oxidu dusnatého jsou také nepřímo regulovány různými signálními dráhami, které jsou zprostředkovány kinázami v důsledku přítomnosti fosforylačních míst v reduktázové doméně. Studium mechanizmů působení syntáz oxidu dusnatého se stalo jedním z nejsledovanějších z hlediska základních biochemických mechanizmů, fyziologických procesů a aplikací v medicíně, na mnoho otázek však zatím neznáme odpověď. 

Klíčová slova:
oxid dusnatý, syntázy oxidu dusnatého, přenos elektronů, protein-proteinové interakce.