Las sintasas de óxido nítrico ( EC 1.14.13.39 ) ( NOS ) son una familia de enzimas que catalizan la producción de óxido nítrico (NO) a partir de L-arginina . El NO es una importante molécula de señalización celular. Ayuda a modular el tono vascular , la secreción de insulina , el tono de las vías respiratorias y el peristaltismo , y participa en la angiogénesis y el desarrollo neural. Puede funcionar como un neurotransmisor retrógrado . El óxido nítrico está mediado en los mamíferos por las isoenzimas controladas por calcio - calmodulinaeNOS ( NOS endotelial ) y nNOS (NOS neuronal). La isoforma inducible, iNOS, involucrada en la respuesta inmune, se une a la calmodulina en concentraciones fisiológicamente relevantes y produce NO como mecanismo de defensa inmune, ya que el NO es un radical libre con un electrón desapareado. Es la causa próxima del shock séptico y puede funcionar en enfermedades autoinmunes .
Las isoformas de NOS catalizan otras fugas y reacciones secundarias, como la producción de superóxido a expensas de NADPH. Como tal, esta estequiometría generalmente no se observa y refleja los tres electrones suministrados por NO por NADPH.
Los NOS son inusuales porque requieren cinco cofactores . Las isoenzimas NOS eucarióticas son catalíticamente autosuficientes. El flujo de electrones en la reacción de NO sintasa es: NADPH → FAD → FMN → hemo → O 2 . La tetrahidrobiopterina proporciona un electrón adicional durante el ciclo catalítico que se reemplaza durante el recambio. NOS es la única enzima conocida que se une al dinucleótido de flavina y adenina (FAD), al mononucleótido de flavina (FMN), al hemo , a la tetrahidrobiopterina (BH 4 ) y a la calmodulina . [cita necesaria ]
La síntesis de NO derivada de la arginina se ha identificado en mamíferos, peces, aves, invertebrados y bacterias. [3] Los mejor estudiados son los mamíferos, donde tres genes distintos codifican isoenzimas NOS : neuronal (nNOS o NOS-1), inducible por citoquinas (iNOS o NOS-2) y endotelial (eNOS o NOS-3). [2] iNOS y nNOS son solubles y se encuentran predominantemente en el citosol , mientras que eNOS está asociado a la membrana. Se ha encontrado evidencia de señalización de NO en plantas, pero los genomas de plantas carecen de homólogos a la superfamilia que genera NO en otros reinos.
En los mamíferos, la isoforma endotelial es el principal generador de señales en el control del tono vascular, la secreción de insulina y el tono de las vías respiratorias, participa en la regulación de la función cardíaca y la angiogénesis (crecimiento de nuevos vasos sanguíneos). Se ha demostrado que el NO producido por eNOS es un vasodilatador idéntico al factor relajante derivado del endotelio producido en respuesta al cizallamiento del aumento del flujo sanguíneo en las arterias. Esto dilata los vasos sanguíneos al relajar el músculo liso en sus revestimientos. eNOS es el principal controlador del tono del músculo liso. El NO activa la guanilato ciclasa , que induce la relajación del músculo liso al:
eNOS juega un papel fundamental en el desarrollo del corazón embrionario y la morfogénesis de las arterias coronarias y las válvulas cardíacas. [4]