The expanding roles of neuronal nitric oxide synthase (NOS1)

doi:10.7717/peerj.13651

审查

.2022年7月7日7:10:e13651。

doi:10.7717/peerj.13651。 eCollection 2022年。

神经元型一氧化氮合酶（NOS1）的扩张作用

附属公司

¹印度印多尔Simrol印度理工学院生物科学与生物医学工程系（BSBE）。
²俄罗斯莫斯科联邦国家预算科学研究所“彼得罗夫斯基国家外科研究中心”心血管系统细胞和分子病理学实验室。
^三俄罗斯莫斯科普通病理学和病理生理学研究所血管病理学实验室。
⁴俄罗斯莫斯科第一莫斯科国立医科大学（Sechenov University）生物与普通遗传学系。
⁵印度海得拉巴比比那加全印度医学科学院生物化学系。
⁶美国伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学药理学与再生医学。

^#贡献均等。

PMID： 35821897
预防性维修识别码： PMC9271274
内政部： 10.7717/同行13651

审查

神经元型一氧化氮合酶（NOS1）的扩张作用

昆丹·索兰基等。同行J. 2022.

.2022年7月7日7:10:e13651。

doi:10.7717/peerj.13651。 eCollection 2022年。

附属公司

¹印度印多尔Simrol印度理工学院生物科学和生物医学工程系。
²俄罗斯莫斯科，联邦国家预算科学机构“彼得罗夫斯基国家外科研究中心”心血管系统细胞和分子病理学实验室。
^三俄罗斯莫斯科普通病理学和病理生理学研究所血管病理学实验室。
⁴俄罗斯莫斯科第一莫斯科国立医科大学（谢切诺夫大学）生物学和普通遗传学系。
⁵印度海得拉巴比比那加全印度医学科学院生物化学系。
⁶美国伊利诺伊州芝加哥伊利诺伊大学药理学与再生医学。

^#贡献均等。

PMID： 35821897
预防性维修识别码： PMC9271274
内政部： 10.7717/同行13651

摘要

一氧化氮合酶（NOS；EC 1.14.13.39）以L-精氨酸为底物，在组织微环境中产生一氧化氮（NO）作为副产物。NOS1是大脑中高度富集的主要NO-生成酶，已知其可调节多种功能，包括学习和记忆发育、维持突触可塑性和神经元发育、阿尔茨海默病（AD）、精神疾病和行为缺陷。然而，越来越多的证据表明NOS1衍生NO在其他几种组织和慢性疾病中的规范和非规范作用。更好地了解NOS1衍生的NO信号，以及识别和表征非神经元组织中的NO-Metabolite，可能有助于诊断和预后与NOS1表达相关的疾病。因此，继续研究NOS1的作用将合成新知识，并有助于发现可用于滴定NOS1衍生NO信号和NO-分子筛活性的小分子。在这里，我们讨论了NOS1及其副产物NO在改变病理生理事件中的意义，这可能有助于理解疾病机制和治疗方法。

关键词：癌症；心血管；糖尿病；表观遗传学；一氧化氮；一氧化氮信号传导；一氧化氮合酶；氧化还原；转录调控；血管舒张。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明，他们没有相互竞争的利益。

数字

**图1。一氧化氮（NO）的产生和人类NOS1、NOS2和NOS3的功能域。**
（A）一氧化氮（NO）的生产。在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）和氧气存在下，NOS将L-精氨酸转化为L-瓜氨酸，从而在组织微环境中产生高度扩散的NO自由基。（B）人类NOS1、NOS2和NOS3的功能域。NOS1在NH2终点处含有PDZ域。加氧酶和还原酶结构域如图所示。加氧酶域包含血红素和四氢生物蝶呤（BH4）相互作用位点，而还原酶域包含FMN、FAD和NADPH的相互作用位点；FMN结构域连接到加氧酶结构域通过钙调素结合（CaM）结构域。NOS1和NOS3蛋白含有一个阻断FMN结构域的自动抑制片段，而NOS2则缺乏。肉豆蔻酰化（Myr）、棕榈酰化（Palm）、锌结扎（Zn）位置如图所示。

**图2。NOS1的转录调控。**
（A）人类核苷酸序列*NOS1号*-转录起始位点（TSS）ATG上游-500bp的启动子，如图所示。指出了KLF2/KLF4、缺氧反应元件（HRE）、OCT4和SOX2的假定结合位点的位置。（B） NOS1转录调控的假设图以及表观遗传介质KLF2/KLF4、HRE、OCT4和SOX2的潜在作用。表观遗传介质诱导的*NOS1号*基因可能发生在基因组不稳定出现之前，随后关键基因的突变和/或缺失可以驱动肿瘤细胞增殖，抵抗凋亡，共同改变NOS1的表达。此外，反调节元件中的SNP和多态性位点(例如.，enhancer）可以上调或下调NOS1的表达。NOS1基因的表达可以通过RT-PCR、DNA甲基化试验或染色质免疫沉淀（ChiP）试验的表观遗传修饰来测定。

**图3。NOS1-衍生NO在指示疾病中的炎症和抗炎活性。**
NOS1介导的NO生成作为一种炎症分子，并介导疾病进展，如巨噬细胞NOS1驱动的动脉粥样硬化，以及癌症、肥胖和糖尿病的子集；而它在内皮NOS1驱动的动脉粥样硬化、婴儿肥厚性幽门狭窄（IHPS）、败血症和贲门失弛缓症等情况下起保护作用。

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