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。
弗奇戈特(Robert )的发现
纽约州立大学的弗奇戈特教授在研究乙酰胆碱等物质对血管的影响时发现,在相近的实验条件下,同一种物质有时使血管扩张,有时对血管没有明显的作用,有时甚至使血管收缩。弗奇戈特及合作者对这一现象作了深入的研究,他们在1980 年发现乙酰胆碱对血管的作用与血管内皮细胞是否完整有关:乙酰胆碱仅能引起内皮细胞完整的血管扩张。由此弗奇戈特推测内皮细胞在乙酰胆碱的作用下产生了一种新的信使分子,这种信使分子作用于平滑肌细胞,使血管平滑肌细胞舒张,从而扩张血管。弗奇戈特将这种未知的信使分子命名为内皮细胞松弛因子(EDRF)。这篇论文在学术界引起了广泛关注,吸引了包括加州大学洛杉矶分校的伊格纳罗(Louis )教授在内的许多科学工作者从事有关EDRF的研究。
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。
(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