虽然一氧化氮是一个简单的分子,但它是一种重要的信号物质,有助于通过放松血管来降低血压。但长期以来一直不清楚它是如何做到这一点的。瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员现在提出了一种全新的原理,挑战了诺贝尔奖获得者的假设,即物质以气态形式发出信号。他们的研究结果发表在《自然化学生物学》杂志上。

研究人员提出了血管中一氧化氮介导的信号传导的新原理

人们早已知道简单分子一氧化氮或一氧化氮(NO)在许多重要的生理过程中充当信号物质。例如,该化合物的发现意义重大,荣获1998年诺贝尔生理学或医学奖。它的功能之一是启动信号级联,导致脉管系统的平滑肌放松,从而扩张血管并降低血压。这也是为什么释放一氧化氮的硝酸甘油长期以来一直是心绞痛的常用治疗方法。

然而,现在呈现的结果令人惊讶地表明,NO分子本身并不是化学相互作用中的活性伙伴。

可能意味着范式转变

乔恩·伦德伯格(JonLundberg)教授说:“这有点争议,事实上,这是该领域的范式转变。”他与安德烈·克莱斯乔夫(AndreiKleschyov)和马蒂亚斯·卡尔斯特罗姆(MattiasCarlström)一起是这篇论文的主要作者,他们都来自生理学系和药理学,卡罗林斯卡学院。

NO在内皮细胞中形成,内皮细胞是构成血管内壁的组织。近40年来,人们一直假设它会以气体形式扩散,随机扩散,直到遇到血管平滑肌中一种称为鸟苷酸环化酶的酶,血管随之松弛。这是一段不到一毫米的旅程,但对于一个分子来说却是一段很长的路。

伦德伯格教授说:“很难相信它能起作用,因为一氧化氮的反应性和波动性如此之大,它应该很难在这段旅程中生存下来。”

由于也很难证明细胞中是否存在游离NO,因此实际的信号传导机制长期以来一直是个谜。

一种新的信号物质

KI小组已经验证了NO与“血红素基团”结合的假设,“血红素基团”是一种围绕单个铁原子的复合物,存在于血红蛋白中,并且也可以自由地存在于内皮细胞中。它们一起形成一种新的、更稳定的化合物:NO-铁血红素。

研究人员发现,NO-铁血红素能够显着扩张小鼠和大鼠的血管,并且在对照实验中直接激活鸟苷酸环化酶,从而在信号级联中充当信号物质。

“我们现在需要做的是确定内皮细胞中形成的内源性一氧化氮铁血红素确实是一种真正的信号物质,并确定它是如何在体内合成的,”伦德伯格教授说。

他们的结果可以提供对化学相互作用的更详细的了解,并最终为心血管疾病的新的、改进的治疗方法开辟道路。