Messung der Enzymaktivität der Stickstoffmonoxid-Synthase (NADPH)

Creative Enzymes ist ein industrielles Biotechnologieunternehmen, das auf Enzymaktivitätsassays spezialisiert ist. Wir arbeiten mit unseren vielfältigen und einzigartigen Kunden partnerschaftlich zusammen, um sie bei der Optimierung ihrer Prozesse zu unterstützen. Getreu der Tradition unseres Unternehmens sind wir fest davon überzeugt, dass die Qualität unserer Arbeit und unserer Produkte die Grundlage unseres unternehmerischen Erfolgs bildet. Creative Enzymes bietet präzise katalytische Assays für ein breites Spektrum an Enzymen an, einschließlich der Stickstoffmonoxid-Synthase (NADPH).

Stickstoffmonoxid-Synthasen (NADPH) (EC 1.14.13.39, L-Arginin,NADPH:Sauerstoff-Oxidoreduktase (Stickstoffmonoxid-bildend); NOS) sind hochregulierte Proteine, die die zweistufige Oxidation von L-Arginin zu Stickstoffmonoxid (NO) und Citrullin über das stabile Zwischenprodukt Nω‑Hydroxy‑L‑Arginin katalysieren. Im ersten Schritt hydroxyliert NOS L‑Arginin zu Nω‑Hydroxy‑L‑Arginin. Im zweiten Schritt oxidiert NOS Nω‑Hydroxy‑L‑Arginin zu L‑Citrullin und NO. Diese Kaskadenreaktion wird durch den Zwei-Elektronen-Donor NADPH in der Reduktase-Domäne initiiert; die Elektronen werden über FAD und FMN unter Beteiligung einer Reihe von Protonentransfers auf das Elektronenakzeptor-Häm in der Oxygenase-Domäne übertragen. NOS kommt in verschiedenen Organismen vor, darunter Säugetiere, Pflanzen und Bakterien. Bei Säugetieren existieren drei unterschiedliche Isoformen: 1) die induzierbare NOS (iNOS), die das Immunsystem zur Eliminierung von Pathogenen und Mikroorganismen aktiviert; 2) die endotheliale NOS (eNOS), die die Relaxation glatter Muskulatur reguliert und dadurch zu einer Senkung des Blutdrucks führt; 3) die neuronale NOS (nNOS), die die Freisetzung von Neurotransmittern reguliert und mit der neuronalen Kommunikation in Zusammenhang steht. Alle Isoformen der NOS bei Säugetieren sind ausschließlich als Homodimere aktiv. Jedes Monomer besteht aus einer C‑terminalen Reduktase-Domäne mit Bindungsstellen für NADPH, FAD und FMN sowie einer N‑terminalen Oxygenase-Domäne mit Bindungsstellen für nichtkatalytisches Zink (Zn²⁺), katalytisches Häm, den essenziellen Kofaktor H4B (Tetrahydrobiopterin) und das Substrat L‑Arginin.

Abbildung 1: Struktur und katalytische Mechanismen der funktionellen NOS. (A) NOS‑Monomere sind in der Lage, Elektronen von NADPH auf FAD und FMN zu übertragen. (B) In Anwesenheit von Häm kann NOS ein funktionelles Dimer bilden.
Referenz: Förstermann, Ulrich et al. European Heart Journal. 2012, 33(7):829–837.

NO ist ein essenzieller Second Messenger bei Säugetieren und an einer Vielzahl biologischer Prozesse beteiligt, darunter Vasodilatation, Relaxation glatter Muskulatur, Neurotransmission und Immunantwort. Die Biosynthese von NO muss streng reguliert werden, da eine unkontrollierte NO‑Produktion mit verschiedenen pathologischen Zuständen assoziiert ist, beispielsweise neurodegenerativen Erkrankungen, Arthritis, septischem Schock und Atherosklerose. Daher stellt NOS ein wichtiges pharmakologisches Target zur Behandlung unterschiedlicher Erkrankungen dar. Um die nachfolgende Forschung zu diesem Enzym in der medizinischen und pharmazeutischen Industrie zu unterstützen, ist ein vertieftes Verständnis der NOS erforderlich. Obwohl bereits Untersuchungen zur Aufklärung der molekularen Grundlagen ihrer katalytischen Aktivität durchgeführt wurden, ist der präzise Mechanismus der vollständigen NOS‑Katalyse weiterhin nicht abschließend geklärt. Creative Enzymes hat auf Basis eines fundierten Verständnisses von Struktur und Eigenschaften sowie jahrelanger Tests und explorativer Arbeiten geeignete Aktivitätsassays für dieses Enzym entwickelt. Creative Enzymes ist ein führendes Unternehmen im Bereich der Enzymaktivitätsassays; höchste Standards in der Produktqualität sind die tragende Säule unseres globalen Erfolgs und die Grundlage für eine exzellente Kundenerfahrung.

Abbildung 2: Die Kristallstruktur der humanen induzierbaren Stickstoffmonoxid-Synthase.
PDB: 1NSI