Nitrogenmonoksid (NO) er et molekyl som består av grunnstoffene nitrogen og oksygen. Dette er en gass som deltar i intracellulær signaloverføring, og som styrer og regulerer en rekke fysiologiske prosesser i alle levende organismer. Nitrogenmonoksid er et reaktivt radikal som gjør at levetiden i cellen er kort. Nitrogenmonoksiden virker derfor lokalt på stedet det blir dannet.

Faktaboks

Også kjent som

Signalstoffet NO; nitrogenmonoksid

NO kan også finnes som luftforurensning og inngår i det globale nitrogenkretsløpet.

Biosyntese av NO

I dyr blir NO laget fra aminosyren arginin katalysert av enzymet NO-syntase med citrullin som et biprodukt.

2 arginin + 4O2 + 3NADPH + H+ → 2NO∙ + 2 citrullin+ 3NADP+ + 4H2O

NO-syntase er et flavoprotein og har bindingssete for hem, tetrahydrobiopterin, flavin adenin dinukleotid (FAD) og flavin mononukleotid (FMN). Hos mennesker finnes det flere isoenzymer av NO-syntase.

NO i planter blir laget reduksjon av nitritt (NO2-) , et mellomprodukt i nitratassimilasjonen, hvor e- er et elektron og H+ et proton

NO2-+ 2e- + 2H+ → NO + H2O

I nitratassimilasjonen i bakterier og planter er nitritt et mellomprodukt. I bakterier kan NO bli laget ved denitrifikasjon av ammonium (NH4+) som blir oksidert til nitrogengass (N2).

Effekter av NO i planter

I planter regulerer NO åpningen av spalteåpningene i bladene, anlegg til siderøtter, blomstring, frøhvile, frøspiring, jernhomeostase, gravitropisme, og adaptiv respons på abiotisk stress (salt, tørke, oversvømmelse) eller biotisk stress. I forsvar mot patogener virker NO ved å aktivere syntese av hydrogenperoksid (H2O2) som deler av oksidantforsvaret. Plantehormonene abscisinsyre og auxin gir økt syntese av NO.

Nitrosylering av proteiner og glutation

NO bindes reversibelt til aminosyren cystein og danner et S-nitrosothiol (S-N=O) i en protein S-nitrosyleringsreaksjon. S-nitrosylering er en post-translasjon proteinregulering på samme måte som proteinfosforylering via proteinkinaser.

NO kan fjernes fra proteiner i en denitrosylering. Enzymer i biosyntesen av etylen, auxin og cytokinin kan bli regulert via S-nitrosylering. Tripeptidet glutation finnes i en S-nitrosylert form S-nitrosoglutathion som virker som et reservoir for NO. NO virker som et signal på oksidasjons- og reduksjonsforholdene i cellen. Glutation, GSH i redusert form og GSSG i oksidert form er i seg selv en redoksregulator.

For eksempel vil NO samvirke med abscisinsyre i lukkingen av spalteåpninene ved tørketilstander. NO virker via signalveier som reaktive oksygenforbindelser og sekundære budbringer som kalsium (Ca2+) og syklisk GAMP (cGMP). NO danner en gruppe reaktive nitrogenforbindelser sammen med dinitrogentrioksid (N2O3) og NO+.

NO som signalstoff i dyr

Grunnet den korte levetiden er NO et velegnet signalstoff innen en celle (autokrint) eller som et signal mellom nærliggende celler (parakrint). Det indre av blodårene (endotelet) bruker NO som signal for å gi avslapning av glatt muskulatur rundt blodårene.

NO aktiverer enzymet guanylat syklase i muskelcellene som lager den sekundære budbringeren syklisk guanosin monosfosfat (cGMP) fra guanosin trifosfat (GTP). cGMP deltar i signalveien ved å aktivere er cGMP-avhengig protein kinase G (PKG) som fosforylerer flere enzymer som påvirker regulering av kalsiumkonsentrasjonen og hyperpolaring i cellene. Dette endrer dynamikken mellom aktin og myosin i muskelcellene og gir muskelavslapning.

Medisinsk bruk av NO

Virkningen av nitroglycerintabletter for å dempe smerter i brystet skjer via NO som gir signal om muskelavslapning og økt blodtilførsel.

NO kan gi økt tilpasning til opphold i høyfjellet.

NO regulerer også blodtilstrømning til klitoris og penis. Potensmiddeler som for eksempel sildenafil gir økt blodstrømning (vasodilatering) til penis ved å hemme enzymet cGMP fosfodiesterase type 5 (PDE5). Oppgaven til PDE5 er å nedbryte cGMP til GMP. Det betyr at når PDE5 hemmere som for eksempel sildenafil senker aktiviteten til GMP fører dette til økt konsentrasjonen av cGMP som gir økt blodtilstrømning til svamplegemene i penis.

NO i immunsystemet

NO blir laget i fagocytter som er en del av immunsystemet som bekjemper sykdomsfremkallende organismer, hvor reaktive nitrogenforbindelser deltar sammen med reaktive oksygenforbindelser.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg