文档介绍：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 M&P 获奖人简介
佛契哥特
Robert
美国布鲁克林南方卫生科学中心
伊格纳罗
Louis J. Ignarro
美国加利福尼亚大
学洛杉矶分校医学院
慕拉德
Ferid Murad
美国得克萨斯大学卫生科学中心
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。
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,h(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,h,总是引起收缩的血管舒张,经认真分析实验,。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,h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关这一观点,Furcllgott把做完实验的标本送给一位组织学家做切片标本来观察,但遗憾的是这位技术人员经切片、固定、染色送回的切片都不含内皮细胞(加工中被破坏),也就是说这一组织学结果排除了内皮细胞在舒缩反应中的重要性。