1998年诺贝尔医学和生理学奖NO是体内重要的信号分子.ppt

1998年诺贝尔医学或生理学奖  NO是体内重要的信号分子 遗传学 左璇 1998 Nobel MP 获奖人简介  NO简介 一氧化氮 　　化学式NO，分子量30，氮的化合价为+2。无色气体，难溶于水。NO分子中有一未配对电子,可形成自由基,和其它分子如氧分子、超氧自由基,或过渡金属反应。在体内极不稳定,是一短寿分子,半衰期仅为3～5 s。NO具有脂溶性,可以快速透过生物膜扩散,在体内迅速被血红蛋白、氧自由基或氢醌等灭活。  以前的认识:NO是一种大气污染物,是吸烟,汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体,可破坏臭氧层导致酸雨,甚至致癌,它还曾作为化学毒剂应用于战争. 现在的认识:NO是机体内一种作用广泛而性质独特的信号分子,在神经细胞间的信息交流与传递,血压恒定的维持,免疫系统的宿主防御反应中等方面,都起着十分重要的作用,并参与机体多种疾病的发生和发展过程.  前人的发现 1846年意大利化学家 Sobrebro发明了硝酸甘油,该物质是一种极不稳定的能够引起爆炸的液体;1867年Brunton发现亚硝酸戊酯的物质,它可以缓解心绞痛,同时可以降低血压;1867年诺贝尔发明了安全使用硝酸甘油的方法:他将硝酸甘油同二氧化硅混合在一起,这样液态的硝酸甘油就变成了半固体状硝酸甘油炸药;1879年英国伦敦Westminster医院的William Murrell提出将硝酸甘油稀释后就可以转变成一种无爆炸性的物质,该物质可作为心绞痛的长效治疗药.  NO是体内重要信号分子的发现过程 穆拉德（Ferid Murad）的发现 穆拉德研究cGMP。设法从cGMP产物中分离出一种与之类似的蛋白质——可溶性鸟苷酸环化酶 （GC）。意外证实 NO可活化 GC和松弛平滑肌。 操作发现： 1、为检测这种分离出来的GC，加入一些化学物质，除去某些可能影响cGMP产物的杂蛋白，发现有些物质能活化GC，使GC生产出更多cGMP。 2、把这些物质加入到气管、肠等不同组织，发现不但能活化GC，还使这些组织的平滑肌松弛。 纵上发现，包括硝化甘油在内的一些已知血管松弛剂也能活化GC。活化GC是这些物质的共性，而且它们都通过反应形成NO。 由此他认为一氧化氮可能是一种对血流具有调节作用的信使分子,但当时这一推测缺乏直接的实验证据。 弗奇戈特（Robert F.Furchgott）的发现 NO的发现经过了三个关键环节 (1)NO发现的诱因，David改进了Furchgott的实验步骤。 研究血管松弛的分子机制,其出发点：血管松弛剂乙酰胆碱（ACh） 　1953年Furchgott博士：发表了首篇Ach致免离体血管收缩的论点，随后又提出了解释这一现象的假说——史称“Furchgott悖论”。现在看来这一观点显然是错误的，然而当时这一观点——直被当作权威而认可。1962年Jell医生报道了与Furchgott不一致的结论，但未引起人们的重视，直到1978年，还是在Furchgott的实验室，一次偶然的事件才使这一错误得以纠正，并导致NO的发现。　 David没有按照Furchgott为他写好的实验步骤操作,结果发现拟用于收缩血管的胆碱cch（Ach类似物）不仅没有使兔离体主动脉血管收缩，反而使其舒张。 David把这一现象如实地告诉Furchgott 。 Furchgott来到实验室，认真的检查了实验，发现确实是cch，总是引起收缩的血管舒张 ，经认真分析实验，他们注意到．血管内膜的磨损可能导致血管对cch失去舒张反应而收缩。于是他们改进了实验方法，立即制作了不损坏血管内皮的标本进行实验，结果发现这样的标本对cch则呈现良好的舒张反应，并于1979年将此结论发表于《血管》(Blood VesseI)上。 (2) .Furchgott发明了“三明治”血管灌流模型解释了刺激内皮细胞可引起血管平滑肌舒张的原因 实验步骤： （1）正常血管及与内膜摩擦处理后的比较； （2）正常血管环与胶原酶处理（化学损伤内皮）后相比较 （3）a、横血管条（与管壁平滑肌走向一致）并去内皮，b、纵血管条（与平滑肌垂直）含内皮，c、a与b并列挂在同一个浴槽，内膜面相近且相对，d、c实验完后立即移除b（ sandwich preparation的“三明治”血管灌流模型）； （3）NO发现前期的关键时刻，新技术员革新了组 织切片制作和染色的方法 为了证明血管内皮细胞与血管反应性有