NO - nitrogenmonoksid

Nitrogenmonoksid (NO), nitrogenoksid, er et radikal i gassform og som deltar som signalmolekyl  og i forsvar mot infeksjoner, og finnes hos bakterier, planter, og dyr.  NO er et radikal med kort levetid og må bli produsert på virkningsstedet.

NO kan også dannes i atmosfæren ved luftforurensninger fra nitrogenoksider (NOx). 

Et signalstoff

Nitrogenmonoksid (NO) er et molekyl som kan finnes løst i væske og i gassform.  NO er et radikal og kan derved virke over korte avstander i cellen før det blir deaktivert i cellene. Hos planter deltar NO deltar i forsvaret mot sykdomsfremkallende organismer som et cytotoksin, men også som et signalstoff i samvirke med hydrogenperoksid (H2O2) og kalsium (Ca2+). NO deltar i frøspiring, vekst og utvikling, blomstering, programmert kontrollert celledød, og når planter utsettes for biotisk og abiotisk stress. Nitrosylering i reaksjon mellom NO og -SH grupper på aminosyren cystein, og denitrosylering av proteiner er et eksempel på posttranslasjonsregulering av proteiner. Det er også mulig å hekte på nitrogruppen -NO2 på andre molekyler.

I planter kan NO lages i nitrogenassimilasjonen via molybden-pterin enzymet NO-nitrittt reduktase i plasmamembranen. Nitratreduktase er et redoksprotein i første trinn i nitratassimilasjonen, men kan overføre elektroner fra NAD(P)H til andre akseptorer f.eks. cytokrom c. Hemogloblin finnes også hos planter og kan delta i fjerning av NO og NO homeostase.

NO kan dessuten produseres fra mikrobielle prosesser i jorda. NO lages i forbrenningsreaksjoner, og NO deltar i flere kjemiske reaksjoner i atmosfæren, bl.a. i dannelse av ozon i troposfæren. I 1992 valgte tidsskriftet Science NO som "årets molekyl".

Reaktive nitrogenforbindelser

Nitrogenmonoksid (NO) er sammen med peroksynitritt (ONOO-), S-nitrosotioler (SNO) og S-nitrosoglutation (GSNO) eksempler på reaktive nitrogenforbindelser.

NO hos dyr

NO hos vertebrater (pattedyr, fugl, fisk) blir laget fra aminosyren arginin katalysert av enzymet nitrogenoksid syntase (NOS):

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

NO syntase finnes også hos invertebrater og bakterier. Hos mennesker er det flere isoenzymer av NO syntase kodet av separate gener, i neuroner (nNOS), i immunsystemet induserbare (iNOS) og i endotelceller på innsiden av blodåreveggen (eNOS). NO syntase er tilstede permanent (konstitutive) eller induserbare.  

NO og pattedyr

NO syntase hos pattedyr har i tillegg til arginin bindingssete for hem, tetrahydrobiopterin, flavin adenin dinukleotid (FAD) og flavin mononukleotid (FMN) og adenin dinukleotid fosfat (NADPH). Hos pattedyr lages NO fra aminosyren arginin katalysert av enzymet NO syntase i endotel, immun- og nerveceller. NO spiller en viktig rolle som signalstoff ved å regulere prosesser i nerve- og immunsystemet, og i blodomløpet, bl.a. blodtilstrømning til organer via avslapning av muskler rundt blodårer, jfr. virkemåten til potensmiddelet Viagra. NO aktiverer enzymet guanylat syklase som omdanner guanosintrifosfat (GTP) til syklisk GMP (cGMP) som gir avslapning av muskler i blodåreveggen. Reaksjonen skjer via hemming av opptak av kalsium i muskelcellene, og aktivering av kaliumkanaler, og aktivering av cGMP-avhengig protein kinase som aktiverer en defosforylase som fjerner fosfor fra myosin. Makrofager, en gruppe hvite blodceller i immunsystemet som blir aktivert av cytokiner (Interferon) og deltar i fagocytose,  hvorav noen bruker nitrogenmonoksid (NO) og reaktive oksygenforbindelser  til å bekjempe infeksjoner fra bakterier, virus og ukontrollert cellevekst. Makrofager omfatter Kuppferceller i lever, mikroglia i hjerne og sentralnervesystem, osteoklaster  i beinvev, samt Langerhansceller i hud. Noen typer makrofager deltar i sårheling og skiller ut aminosyren prolin eller polyaminer.  NO deltar også som signalstoff under fosterutvikling og deltar i osmofølsomme nettverk i osmoregulering. Nitroglycerol mot angina pectoris virker via NO

Tilbake til hovedside

Av Halvor Aarnes
Publisert 3. feb. 2011 14:44 - Sist endret 11. apr. 2020 11:31