英: nitric-oxide synthase, nitric oxide synthase, NOS
同: NOシンターゼ NO synthase
関: 内皮細胞由来弛緩因子 EDRF

L-アルギニンを基質として一酸化窒素を合成する酵素
一酸化窒素は生体膜を透過してシグナル伝達に関与する。

Wikipedia preview

出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2015/04/07 10:32:04」(JST)

wiki ja

一酸化窒素合成酵素（いっさんかちっそごうせいこうそ、英:Nitric Oxide Synthase(NOS)、EC 1.14.13.39）とは、窒素酸化物である一酸化窒素(英:Nitric Oxide、NO)の合成に関与する酵素である。NOは単純な化学的構造を持つ分子であるが、常温において気体の状態で存在し、生体膜を自由に通り抜けて細胞情報伝達因子として機能する。NOはアポトーシス、血圧変動などの過程に関与する。NOSは常時細胞内に一定量存在する構成型NOS(cNOS)と炎症やストレスにより誘導される誘導型NOS(iNOS、NOS2)に分類され、さらにcNOSには神経型のnNOS(NOS1)と血管内皮型のeNOS(NOS3)が存在する。近年ではミトコンドリアにもNOSの存在が示された(mtNOS)^[1]。

機能

NOSによるNO合成反応。図中でオレンジ色で示されているのは酵素のヘム部位。

NOSはアミノ酸であるL-アルギニン(L-Arg)からL-シトルリン(L-Cit)とNOを合成する代謝反応に関与する酵素である。NOSの補酵素としてカルモジュリンや還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)が働いている。以下は、NOSにより生成されたNOの生理作用として代表的なものを挙げる。

血管拡張作用: NOは細胞内可溶性グアニル酸シクラーゼ(sGC)を活性化させる作用を持ち、グアノシン三リン酸(GTP)の高エネルギーリン酸結合部位の切断により生成した環状グアノシン一リン酸(サイクリックGMP、cGMP)はプロテインキナーゼGを活性化する。これにより平滑筋の収縮に関与するカルシウムイオンの細胞内流入は抑制されるため、結果として血管平滑筋は弛緩し拡張する。末梢血管の拡張により血圧は低下する。また、NOの産生経路は亜酸化窒素の分解による経路も存在する。狭心症治療薬であるニトログリセリン(硝酸薬)は細胞内亜酸化窒素量を増加させることによりその作用を発現する。
血小板凝集抑制作用: 血管内皮細胞により産生されたNOは血小板内のcGMPレベルを上昇させることにより血小板凝集を抑制すると考えられている^[2]。この作用はアラキドン酸代謝物であるトロンボキサンA₂の血小板凝集促進作用と拮抗する。

その他にもNOは細胞障害作用や殺菌作用など種々の作用を示す。詳細は一酸化窒素を参照のこと。

NO合成反応

L-ArgからNO及びL-Citを生成する反応はN^G-ヒドロキシ-L-アルギニン(NOHLA)を中間代謝物とした酸化反応である。1モルのNOを生成するために2モルの酸素分子(O₂)と1.5モルのNADPHを必要とする。NOSにより触媒されるNOの生合成反応は以下の式により示される。

L-アルギニン + NADPH + H⁺ + O₂ → NOHLA + NADP⁺ + H₂O

NOHLA + 1/2 NADPH + 1/2 H⁺ + O₂ → L-シトルリン + 1/2 NADP⁺ + NO + H₂O

構造

3種類のNOS(nNOS、iNOS、eNOS)はカルシウム(Ca²⁺)結合タンパク質であるカルモジュリン結合部位を有し、nNOS及びeNOSはCa²⁺依存的に結合するカルモジュリンによって活性化される。iNOSはもともとCa²⁺非依存的にカルモジュリンが結合しており、炎症性刺激として知られるリポポリサッカライド(LPS)などによって誘導される。さらにC末端側にはシトクロムP450と相同性を有するドメインを有する。

各NOSの特徴

名称	遺伝子	発現	機能
神経型NOS (nNOS)	NOS1	神経組織(中枢及び末梢) 肺腎臓など	細胞間情報伝達
誘導型NOS (iNOS)	NOS2A、NOS2B、NOS2C	免疫系心血管系肺など	病原体に対する生体防御
内皮型NOS (eNOS)	NOS3	血管内皮細胞骨髄細胞血小板など	血管拡張作用

NOS阻害薬

D-アルギニン
N^G-モノメチル-L-アルギニン(L-NMMA)
N^G-ニトロ-L-アルギニン(L-NNA)

出典

今堀和友、山川民夫編集『生化学辞典第4版』東京化学同人 2007年 ISBN 9784807906703
田中千賀子、加藤隆一編集『NEW薬理学第4版』南江堂 2002年 ISBN 9784524220830

参考文献

^ La Padula P, Bustamante J, Czerniczyniec A and Costa LE.(2008)"Time course of regression of the protection conferred by simulated high altitude to rat myocardium: correlation with mtNOS."J.Appl.Physiol. 105,951-7. PMID 18566187
^ Benjamin N,Dutton JA and Ritter JM.(1991)"Human vascular smooth muscle cells inhibit platelet aggregation when incubated with glyceryl trinitrate: evidence for generation of nitric oxide."Br.J.Pharmacol.102,847-50. PMID 1906768

UpToDate Contents

全文を閲覧するには購読必要です。 To read the full text you will need to subscribe.

1. 心不全における一酸化窒素、その他のホルモン、サイトカイン、およびケモカイン nitric oxide other hormones cytokines and chemokines in heart failure
2. 呼気中一酸化窒素の分析および適用 exhaled nitric oxide analysis and applications
3. 虚血性脳卒中の病態生理 pathophysiology of ischemic stroke
4. デュシェンヌ型およびベッカー型筋ジストロフィーの臨床的特徴および診断 clinical features and diagnosis of duchenne and becker muscular dystrophy
5. 昇圧剤および強心剤の使用 use of vasopressors and inotropes

Japanese Journal

糖尿病性網膜微小血管障害のメカニズムとROCK阻害薬による病態制御の可能性

有田量一
日本眼科學会雜誌 115(11), 985-997, 2011-11-10
NAID 10029822566

1Dp15 Rhodococcus sp. N771由来一酸化窒素合成酵素の発現と生化学的解析(酵素学・酵素工学,一般講演)

尾高雅文,前田悠貴,北田亜美,清水敏史,山中保明,大滝証,金城大進,山田和弘,野口恵一,養王田正文
日本生物工学会大会講演要旨集 (63), 38, 2011-08-25
NAID 110008911034

Related Pictures

★リンクテーブル★

リンク元	「NO合成酵素」「一酸化窒素シンターゼ」「NO synthase」「NOS」「nitric oxide synthase」
拡張検索	「内皮型一酸化窒素合成酵素」「血管内皮型一酸化窒素合成酵素」「一酸化窒素合成酵素III型」「一酸化窒素合成酵素I型」
関連記事	「一酸化窒素」「酵素」「合成」「合成酵素」「窒素」

「NO合成酵素」

検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

一酸化窒素合成酵素
識別子
EC番号	1.14.13.39
CAS登録番号	125978-95-2
データベース
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
KEGG	KEGG entry
MetaCyc	metabolic pathway
PRIAM	profile
PDB構造	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
遺伝子オントロジー	AmiGO / EGO
検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

　　[★]

英: nitric oxide synthase、NO synthase、NOS
関: 一酸化窒素合成酵素、一酸化窒素シンターゼ、NOシンターゼ

「一酸化窒素シンターゼ」

　　[★]

英: nitric oxide synthase
関: NO合成酵素、一酸化窒素合成酵素、NOシンターゼ

「NO synthase」

　　[★] 一酸化窒素合成酵素,NOシンターゼ , NOS

「NOS」

　　[★] 一酸化窒素合成酵素 nitric oxide synthase

「nitric oxide synthase」

　　[★] 一酸化窒素合成酵素 NOS

「内皮型一酸化窒素合成酵素」

　　[★]

英: endothelial nitric oxide synthase、endothelial NO synthase、endothelial NOS、eNOS、endothelial isoform of nitric oxide synthase
関: 内皮型NO合成酵素、内皮型NOS、血管内皮型一酸化窒素合成酵素、血管内皮型NO合成酵素、一酸化窒素合成酵素III型

「血管内皮型一酸化窒素合成酵素」

　　[★]

英: endothelial nitric oxide synthase、endothelial NO synthase、endothelial NOS
関: 内皮型一酸化窒素合成酵素、内皮型NO合成酵素、内皮型NOS、血管内皮型NO合成酵素

「一酸化窒素合成酵素III型」

　　[★]

英: nitric oxide synthase type III
関: 内皮型一酸化窒素合成酵素

「一酸化窒素合成酵素I型」

　　[★]

英: nitric oxide synthase type I
関: 神経型一酸化窒素合成酵素

「一酸化窒素」

　　[★]

英: nitric oxide NO, nitrogen monooxide
商: アイノフロー
関: その他の循環器官用薬

平滑筋弛緩作用

NOは血管内皮細胞で産生される
NO放出のトリガーはアセチルコリン、ブラジキニン、ヒスタミン、サブスタンスPである (SPC.52)。
NOは平滑筋でcGMPの産生を増加させることで平滑筋を弛緩させている
NOは下部食道括約筋も弛緩させる

→NOの分泌が失われると下部食道括約筋が緊張しアカラジアを生じる

炎症との関連(BPT.50)

iNOSにより産生される

1. vasodilation：血管平滑筋の弛緩
2. 血小板活性化の全ての段階の拮抗作用(adhesion, aggregation, and degranulation
3. 炎症部位への白血球のリクルートメントの減少
4. 活性化マクロファージの中でのバクテリア障害物質としての作用

メモ

笑気、酸化二窒素、N₂Oはnitrous oxideなので間違えないように

「酵素」

　　[★]

英: enzyme, ferment
関: 酵素反応

酵素の分類

(a)酸化還元酵素(oxydoreductase) EC1:ある物質を酸化したり､還元したりします。脱水素酵素､ペルオキシダーゼなどを含みます。
(b)転移酵素(transferase) EC2: アミノ基やリン酸基などをある物質から別の物質に転移する酵素です。アミノ基を転移する酵素はアミノトランスフェラーゼと呼ばれます。
(c)加水分解酵素(hydrolase) EC3:ある物質(基質)に水(H2OのうちHとOH)を加えることにより､2つに分解します。多くの蛋白分解酵素が含まれます。
(d)リアーゼ(lyase) EC4:ある物質を2つに分解します。
(e)イソメラーゼ(isomerase) EC5:ある基質を異性体に変換します。
(f)リガーゼ(ligase) EC6;ATPのエネルギーを使って2つの物質を結合します。