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「一酸化窒素」の版間の差分
細
→グアニル酸シクラーゼ
細 (→タンパク質のニトロシル化) |
細 (→グアニル酸シクラーゼ) |
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<font size="+1">中矢 直樹</font><br> | <font size="+1">中矢 直樹</font><br> | ||
''米国国立衛生研究所・眼研究所''<br> | ''米国国立衛生研究所・眼研究所''<br> | ||
DOI | DOI: <selfdoi /> 原稿受付日：2013年12月2日 原稿完成日：2014年11月2日<br> | ||
担当編集委員：[http://researchmap.jp/2rikenbsi 林 康紀]（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）<br> | 担当編集委員：[http://researchmap.jp/2rikenbsi 林 康紀]（独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター）<br> | ||
</div> | </div> | ||
英語名：nitric oxide 独：Stickstoffmonoxid 仏：monoxyde d' | 英語名：nitric oxide 独：Stickstoffmonoxid 仏：monoxyde d'azote 略称：NO<br> | ||
同義語：血管内皮細胞由来弛緩因子、EDRF | |||
{{box|text= 一酸化窒素は分子量30の不安定な物質である。生体内ではシグナル伝達分子として働く。アルギニンから一酸化窒素合成酵素により合成され、グアニル酸シクラーゼを活性化することでcGMP産生を向上させる、タンパク質をニトロシル化、ニトロ化する、あるいは活性化酸素として機能するなど、幾つかの作用機序が知られている。生体における機能としては、シナプス可塑性の調節因子、脳血流量の調節因子、神経細胞死への関与などが挙げられる。NOが関与するシナプス可塑性としては[[小脳]]の[[長期抑圧]]、[[海馬]]の[[長期増強]]、[[大脳皮質]]の長期増強などがある。いずれの場合も、特定の膜に閉ざされたコンパートメントから、別の膜に閉ざされたコンパートメントに、NOのガス拡散特性によって情報を伝達しているという点に特徴がある。NOの放出部位はシナプス前部、後部、[[抑制性介在神経]]と多彩であり、NOはシナプスの可塑性に必須な因子というより、状況に応じて誘発を促進する調節因子であるという点が共通している。}} | |||
{{Chembox | {{Chembox | ||
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| | | ImageName = Skeletal formula of nitric oxide with bond length | ||
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| | | ImageNameR1 = Space-filling model of nitric oxide | ||
| IUPACName = Nitric oxide | | IUPACName = Nitric oxide | ||
| SystematicName = Oxidonitrogen(•)<ref>{{cite web|title = Nitric Oxide (CHEBI:16480)|url = https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=16480|work = Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI)|location = UK|publisher = European Bioinformatics Institute}}</ref> (additive) | | SystematicName = Oxidonitrogen(•)<ref>{{cite web|title = Nitric Oxide (CHEBI:16480)|url = https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=16480|work = Chemical Entities of Biological Interest (ChEBI)|location = UK|publisher = European Bioinformatics Institute}}</ref> (additive) | ||
| OtherNames = Nitrogen monoxide<br /> | | OtherNames = Nitrogen monoxide<br /> | ||
Nitrogen(II) oxide | Nitrogen(II) oxide | ||
| Section1 = {{Chembox Identifiers | |Section1={{Chembox Identifiers | ||
| | | IUPHAR_ligand = 2509 | ||
| CASNo = 10102-43-9 | |||
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| ChEMBL = 1200689 | | ChEMBL = 1200689 | ||
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| DrugBank = DB00435 | | DrugBank = DB00435 | ||
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| | | StdInChIKey = MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N | ||
| | | StdInChIKey_Ref = {{stdinchicite|correct|chemspider}} | ||
| | | InChIKey = MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYAI | ||
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| Section2 = {{Chembox Properties | |Section2={{Chembox Properties | ||
| | | N=1 | O=1 | ||
| | | Appearance = Colourless gas | ||
| | | Density = 1.3402 g dm<sup>−3</sup> | ||
| MeltingPtC = −164 | |||
| | | BoilingPtC = −152 | ||
| | | Solubility = 0.0098 g/100ml (0 °C) <br /> 0.0056 g/100ml (20 °C) | ||
| | | RefractIndex = 1.0002697 | ||
| | |||
| | |||
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| Section3 = {{Chembox Structure | |Section3={{Chembox Structure | ||
| | | MolShape = linear ([[point group]] C<sub>∞''v''</sub>) | ||
}} | }} | ||
| | |Section5={{Chembox Thermochemistry | ||
| | | DeltaHf = 91.29 kJ mol<sup>−1</sup> | ||
| | | Entropy = 210.76 J K<sup>−1</sup> mol<sup>−1</sup> | ||
}} | }} | ||
| | |Section6={{Chembox Pharmacology | ||
| | | ATCCode_prefix = R07 | ||
| | | ATCCode_suffix = AX01 | ||
| | | AdminRoutes = [[Inhalation]] | ||
| | | Bioavail = good | ||
| Metabolism = via pulmonary capillary bed | |||
| HalfLife = 2–6 seconds | |||
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| | |Section7={{Chembox Hazards | ||
| | | ExternalSDS = [http://avogadro.chem.iastate.edu/MSDS/nitric_oxide.pdf External MSDS] | ||
| | | EUClass = {{Hazchem O}} {{Hazchem T}} | ||
| | | RPhrases = {{R8}}, {{R23}}, {{R34}}, {{R44}} | ||
| | | SPhrases = {{S1}}, {{S17}}, {{S23}}, {{S36/37/39}}, {{S45}} | ||
| | | NFPA-H = 3 | ||
| | | NFPA-F = 0 | ||
| | | NFPA-R = 3 | ||
| | | NFPA-S = OX | ||
| LC50 = 315 ppm (rabbit, 15 min)<br/>854 ppm (rat, 4 hr)<br/>320 ppm (mouse)<ref name=IDLH>{{IDLH|10102439|Nitric oxide}}</ref> | |||
| LCLo = 2500 ppm (mouse, 12 min)<ref name=IDLH/> | |||
}} | }} | ||
| | |Section8={{Chembox Related | ||
| | | OtherFunction_label = [[nitrogen]] [[oxide]]s | ||
| | | OtherFunction = [[Dinitrogen pentoxide]]<br /> | ||
[[Dinitrogen tetroxide]]<br /> | [[Dinitrogen tetroxide]]<br /> | ||
[[Dinitrogen trioxide]]<br /> | [[Dinitrogen trioxide]]<br /> | ||
[[Nitrogen dioxide]]<br /> | [[Nitrogen dioxide]]<br /> | ||
[[Nitrous oxide]] | [[Nitrous oxide]]<br/> | ||
[[Azanone|Nitroxyl]] (reduced form)<br/> | |||
[[Hydroxylamine]] (hydrogenated form) | |||
}} | }} | ||
}} | }} | ||
| 108行目: | 113行目: | ||
==合成== | ==合成== | ||
[[ファイル:NOS reaction.png|thumb| | [[ファイル:NOS reaction.png|thumb|right|350px|'''図1. 一酸化窒素合成経路'''<br>Arg: アルギキン、NOHLA: Nω-ヒドロキシ-L-アルギニン、NADPH: ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸。図中でオレンジ色で示されているのは酵素のヘム部位。Wikipediaより。]] | ||
NOは生体内では[[一酸化窒素合成酵素]]により[[アルギニン]]から[[NADPH]]を[[wj:補酵素|補酵素]]として合成される（図1）。アルギニンは[[Nω-ヒドロキシ-L-アルギニン]]をへて、最終的にNOと[[シトルリン]]となる。 | NOは生体内では[[一酸化窒素合成酵素]]により[[アルギニン]]から[[NADPH]]を[[wj:補酵素|補酵素]]として合成される（図1）。アルギニンは[[Nω-ヒドロキシ-L-アルギニン]]をへて、最終的にNOと[[シトルリン]]となる。 | ||
| 145行目: | 150行目: | ||
===グアニル酸シクラーゼ=== | ===グアニル酸シクラーゼ=== | ||
NOは[[可溶性グアニル酸シクラーゼ]]を活性化し、細胞内の[[cGMP]]レベルを上げる。[[グアニル酸シクラーゼ]]の活性化は、NOが酵素の活性中心のヘム鉄に高い親和性を有する性質に依存している。生成されたcGMPは複数の経路を通じて下流へシグナルを伝達する。 | NOは[[可溶性グアニル酸シクラーゼ]]を活性化し、細胞内の[[cGMP]]レベルを上げる。[[グアニル酸シクラーゼ]]の活性化は、NOが酵素の活性中心のヘム鉄に高い親和性を有する性質に依存している。生成されたcGMPは複数の経路を通じて下流へシグナルを伝達する。 | ||
#[[ | #[[cGMP依存性タンパク質リン酸化酵素]]([[protein kinase G]]; [[PKG]])を活性化し、種々のターゲット分子の働きをリン酸化によって調節する。脳の[[シナプス可塑性]]の調節に関連しては、海馬で[[CaMKII]]<ref><pubmed>21255668</pubmed></ref>や[[RhoA]] <ref><pubmed>15694326</pubmed></ref>、[[Vasodilator-stimulated phosphoprotein]]([[VASP]])<ref><pubmed>24127602</pubmed></ref>などがPKGのターゲットであると報告されている。[[小脳]]においても[[G-substrate]]や[[IP3タイプI受容体|IP<sub>3</sub>タイプI受容体]]などがPKGによってリン酸化されることが知られている<ref><pubmed>22340725</pubmed></ref>。[[Protein kinase A]]と同様に、[[cAMP responsive element 結合因子]]([[CREB]])をリン酸化し、シナプス可塑性に関連したタンパク合成を調節することも報告されている。 | ||
#また、cGMPはcAMPと同様に[[cyclic nucleotide-gated | #また、cGMPはcAMPと同様に[[イオンチャネル#HCNチャネルとCNGチャネル|環状ヌクレオチド依存性 (cyclic nucleotide-gated; CNG)イオンチャンネル]]を開口させる。これらのCNGチャンネルは特に[[視覚]]や[[嗅覚]]の受容に重要である<ref><pubmed>7946333</pubmed></ref> <ref><pubmed>17724338</pubmed></ref>。 | ||
#cGMPは、[[ | #cGMPは、[[cAMP特異的ホスホジエステラーゼ]](PDE)の活性を抑制または増強させるため、一部のcGMPの作用は、これにより起こるとされる。上昇したcGMP はそれ自身、PDEによって速やかに分解され、その作用を消失する。 | ||
===タンパク質のニトロシル化=== | ===タンパク質のニトロシル化=== | ||