L-精氨酸的分子結(jié)構(gòu)解析及其與一氧化氮合酶的相互作用機(jī)制
發(fā)表時(shí)間:2025-07-23L-精氨酸是一種α-氨基酸,在體內(nèi)參與多種生理功能,是蛋白質(zhì)、一氧化氮、肌酸等物質(zhì)的前體物。以下是其分子結(jié)構(gòu)解析及其與一氧化氮合酶的相互作用機(jī)制介紹:
一、分子結(jié)構(gòu)
基本構(gòu)成:其化學(xué)名稱為L-2氨基-5-胍基戊酸,分子式為C₆H₁₄N₄O₂,相對(duì)分子量為174.20。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):L-精氨酸可以算為一種雙性氨基酸,與主鏈非常接近的旁鏈部分是較長(zhǎng)的、有機(jī)且疏水的,而另一端的旁鏈則是一個(gè)胍基。這個(gè)胍基的酸度系數(shù)(pKa 值)為12.48,在中性、酸性或堿性環(huán)境下都帶正電荷。由于在其雙鍵及氮孤立電子對(duì)之間存在共軛體系,使得其正電極離開原位,且能形成多重氫鍵。
二、與一氧化氮合酶的相互作用機(jī)制
L-精氨酸經(jīng)一氧化氮合酶(NOS)催化生成一氧化氮(NO)是體內(nèi)產(chǎn)生NO的主要途徑之一,該通路幾乎發(fā)生在所有哺乳動(dòng)物細(xì)胞中。NOS可分為三種亞型:神經(jīng)元型NOS(nNOS)、誘導(dǎo)型NOS(iNOS)和內(nèi)皮型NOS(eNOS),其中eNOS和nNOS統(tǒng)稱為組成型NOS,這類NOS需要鈣離子和鈣調(diào)素來維持它們的酶活性。
L-精氨酸生成NO的過程中,還需要還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黃素單核苷酸(FMN)、血紅素和(6R-)5,6,7,8-四氫生物蝶呤(BH4)參與。在 NOS 催化作用下,L-精氨酸分子中的氮原子被氧化,生成NO和 L-瓜氨酸。NO因其具有脂溶性,可自由穿透細(xì)胞膜,進(jìn)入平滑肌層,激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(sGC),催化三磷酸鳥苷(GTP)轉(zhuǎn)化為環(huán)磷酸鳥苷(cGMP),cGMP 進(jìn)而激活蛋白激酶G(PKG),下調(diào)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度,從而引起血管擴(kuò)張,促進(jìn)血流。
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