一酸化窒素合成酵素

一酸化窒素合成酵素（いっさんかちっそごうせいこうそ、英:Nitric Oxide Synthase(NOS)、EC 1.14.13.39）とは、窒素酸化物である一酸化窒素(英:Nitric Oxide、NO)の合成に関与する酵素である。NOは単純な化学的構造を持つ分子であるが、常温において気体の状態で存在し、生体膜を自由に通り抜けて細胞情報伝達因子として機能する。NOはアポトーシス、血圧変動などの過程に関与する。NOSは常時細胞内に一定量存在する構成型NOS(cNOS)と炎症やストレスにより誘導される誘導型NOS(iNOS、NOS2)に分類され、さらにcNOSには神経型のnNOS(NOS1)と血管内皮型のeNOS(NOS3)が存在する。近年ではミトコンドリアにもNOSの存在が示された(mtNOS)。
機能.
NOSはアミノ酸であるL-アルギニン(L-Arg)からL-シトルリン(L-Cit)とNOを合成する代謝反応に関与する酵素である。NOSの補酵素としてカルモジュリンや還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)が働いている。以下は、NOSにより生成されたNOの生理作用として代表的なものを挙げる。
その他にもNOは細胞障害作用や殺菌作用など種々の作用を示す。詳細は一酸化窒素を参照のこと。
NO合成反応.
L-ArgからNO及びL-Citを生成する反応は"NG"-ヒドロキシ-L-アルギニン(NOHLA)を中間代謝物とした酸化反応である。1モルのNOを生成するために2モルの酸素分子(O2)と1.5モルのNADPHを必要とする。NOSにより触媒されるNOの生合成反応は以下の式により示される。
構造.
3種類のNOS(nNOS、iNOS、eNOS)はカルシウム(Ca2+)結合タンパク質であるカルモジュリン結合部位を有し、nNOS及びeNOSはCa2+依存的に結合するカルモジュリンによって活性化される。iNOSはもともとCa2+非依存的にカルモジュリンが結合しており、炎症性刺激として知られるリポポリサッカライド(LPS)などによって誘導される。さらにC末端側にはシトクロムP450と相同性を有するドメインを有する。