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NO在生物学上的应用 王彬 大连理工大学（116024） Email:1508197302@ 摘要： 一氧化氮(NO)既是气体,又是自由基,是生物体内一种作用广泛而性质独特的信号分子,它不仅对动物的神经系统、循环系统、消化系统等有着重要的调节作用,而且也参与植物生长发育的许多过程,如种子萌发、下胚轴伸长、根生长、细胞凋亡以及植物抗逆反应等.本文就应用作简要综述. 1980年代以前，一氧化氮(NO)曾被看作是1种环境毒物，它能污染空气，形成酸雨，破坏臭氧层，对人类的危害引起全球的关注。然而从1980年代后期开始，由于分子生物学的研究发展，NO被证实是生物体内1种重要的信使分子和效应分子。NO在哺乳动物体内分布广泛，遍及脑、血管、肺、生殖等多种器官，在调节心血管，参与传神经信号，抗血小板活性，免疫调节，抗溃疡，调节性功能等方面发挥着重要作用[1-3]。NO在植物上的研究是从1996年开始的，多限于大豆、玉米和马铃薯等高等植物。植物不仅能对气态NO作出反应，其本身亦能产生大量的内源NO。人们发现N0对植物的呼吸作用、光形态发生、种子萌发、根和叶片的生长发育、气孔运动、组织的生长衰老、胁迫响应、植物抗病防御等生理过程都有很大作用。因而NO被称为“植物生长调节因子”或“植物荷尔蒙”[4-6]。作为2次获得诺贝尔奖的“明星分子”，NO的生物学研究报道层出不穷，其研究领域逐渐从哺乳动物和高等植物延伸到浮游植物、细菌、真菌和病毒等方面[11-13]，使这个简单的无机小分子备受科学界的瞩目。化学家们力图阐明NO的生理调节机制。 1.NO在动物体内的作用 1.1 NO在循环系统中的作用 NO是在NOS 催化下由L-Arg 生成的NO，通过激活血管平滑肌内可溶性鸟苷酸环化酶( GCD 合成环磷酸鸟苷( OGMPD 使游离钙离子浓度下降 ，从而使血管舒张参与血管张力的调节。NO还可以通过影响心肌胞窦房结的自律性，从而使心率增快，其效应同样是通过NO-OGMP途径来实现。 许多资料表明，NO 在孤束核( NTSD 内参与心血管活动的调节。 L-Arg能增强去甲肾上腺素(NA)在NTS引起的降压效应，而NOS抑制剂N 硝基-L-精氨酸( L-NNAD 可阻断NA 在NTS 引起的降压作用。不仅如此，NA在介导降压作用的同时还可以促进外周NO生成。提示NO与NA两系统在NTS调节心血管活动中具有协同作用，即降压作用。而肾髓质的iNOS在高盐所致的高血压的情况下具有重要的血压调节作用，它可以通过提高肾小球滤过率，肾有效血浆流量及血浆肾素的活性而产生血压上升效应。 1.2 NO 在中枢神经系统中的作用 NO作为神经信息传递物质参与突触传递NO作为细胞间或细胞内的信使分子，与传统的神经递质不同：(1)传统的神经递质或调质都由突触囊泡释放，而NO是由NOS以L—Arg势底物合戏，合残詹元专门的贮存枧制；(2)NO豫数性翡透过缨魏貘，茏传统聿孛经递震凌镶屡转递时酝妊需的膜受体，能从细胞内迅速弥散到细胞外，作用于不同位溉的目标蛋白；(3)与传统神经递质相比，NO具有极短的半衰期，在数秒钟内即失活[17]。 NO的这些性质使它在信号传递过程中起一种特殊魏佟藤，如表现在海马游长时程突触黄递增强(LTP)，当海马CAl区锥体细胞NMDA受体受到谷氨酸激活后，受体的Ca2+通道开放，Ca2+大蹙增加激活NO合成和释放，NO逆行至CA3区投射来的突触前膜内，活化sGC使cGMP水平增 船激活磷酸纯酶激懿(PKA)，导致突皴蘸的谷氨酸释放大大增加，形成海马CAl医的长时程增强ft引。NO影响中枢神经系统神经递质的释放在小鼠大脑皮髓神经元，NO供体可诱导GABA或Ach的释放，这一效 应楚出NO与超氧嬲离子(02-)反应生成的过氧化亚硝酸蔽(ONOO一)夯导的。凌大靛海马，NO霹促进去荦驽上艨索的释放。在大鼠纹款体，L．Arg和NO供体可增加多巴胺的基础释放[”]。NO对NMDA受体通道的调节作用NO可能在NMDA受体兴奋过程中起一釉受反馈作用。獭普锄、硝酸甘油、S．照硝基半麓氨酸等露释液NO酶诧合物，均能霞NMDA瑟 体通道电流减小。通常在NMDA受体长期兴奋时，NO才发挥这种负反馈作用[19]。NO对脑血流量的调节作用脑血管的内皮细胞存在NOS，在正掌情况下瓣盘管内皮细胞持续释放N0，激瀵sGC，使盘管平滑嚣瑶处于舒张状态嘲。 1.3 NO在消化系统中的作用 研究表明，NO可能是Oddi 括约肌的非肾上腺能，非胆碱能神经所释放的主要抑制性递质之一。NO还可以抑制由胆碱能神经刺激诱发的胃底平滑肌细胞的反应。NO还通过NOS-NO-OGMP 途径参与对肠系膜内皮细胞的调节。NO 与前列腺素，感觉神经肽如降钙素基因相关肽( CGRPD 等共同作用 对调节胃肠道粘膜血流量以及维持