Kiedy w 1992 r, czasopismo Cell ogłosiło tlenek azotu cząsteczką roku, a wszyscy na seminariach podsuwali nam (niemal do znudzenia) kolejne artykuly na jej temat , NO nie wzbudził mojego entuzjazmu.
Los jednak chciał, że kilka lat później zaczelam się zajmować kofaktorem koniecznym do syntezy tlenku azotu, a enzym syntetyzujący NO (NOS) stał się jednym z bohaterów mojej pracy o łuszczycy...

Poznano trzy formy tego enzymu kodowane przez różne geny, których ekspresja podlega odmiennej regulacji. Enzymy te różnią się zarówno ciężarem cząsteczkowym, lokalizacją w komórce, ilością generowanego tlenku azotu, jak i wymaganiami co do kofaktorów. Do przeprowadzenia reakcji wszystkie formy NOS potrzebują, poza tetrahydrobiopteryną, kofaktorów: mononukleotydu i dinukleotydu flawinowego (FMN i FAD) oraz fosforanu dinukleotydu nikotynoamido-adeninowego (NADPH). Aktywność enzymatyczna form syntetyzowanych konstytutywnie: ecNOS (ang. endothelial constitutive NOS) i bNOS (ang. neural NOS, brain NOS) jest zależna od poziomu jonów Ca++ oraz kalmoduliny. Natomiast indukowalna forma syntazy tlenku azotu iNOS (ang. inducible NOS), ze względu na ściśle związaną z enzymem podjednostkę kalmoduliny, nie wymaga do swojej aktywności wysokiego stężenia jonów wapnia.

Powstający w przy udziale tetrahydrobiopteryny tlenek azotu, ze względu na swoją wielkość, może swobodnie dyfundować przez błony komórkowe, a jako wysoce reaktywna cząsteczka oddziaływać kowalencyjnie z różnymi białkami wpływając na ich aktywność. Mechanizmy tej modulacji są różnorodne: NO reaguje z grupami prostetycznymi i centrami aktywnymi enzymów zawierającymi jony metali, resztami cysteinowymi białek oraz uwalnia jony cynku z motywu "palców cynkowych" czynników transkrypcyjnych AP-1, SP-2 i LAC-9. W ten sposób tlenek azotu reguluje szereg procesów życiowych wielu typów komórek. Jako że głównym docelowym enzymem dla NO jest cyklaza guanylanowa przekształcająca GTP w cGMP, tlenek azotu prawdopodobnie może także pośrednio wpływać na poziom tetrahydrobiopteryny w komórkach. Aktywność cyklazy guanylanowej jest stymulowana przez kowalencyjne przyłączenia się NO do grupy hemowej tego enzymu.

Tworzące się w wyniku reakcji NO z O₂^-. jony nadtlenoazotynowe mogą reagować z DNApowodując deaminację zasad purynowych i pirymidynowych. Prowadzi do indukcji ekspresji genu p53, uruchomienia mechanizmów naprawczych DNA i zatrzymania rozwoju komórki w fazie G1 cyklu komórkowego . Poważne uszkodzenia DNA powstałe w wyniku działania NO inicjują apoptozę lub powodują śmierć komórki na skutek wyczerpania się jej zapasów energetycznych podczas naprawy DNA przez ADP-rybozylację.

Cytostatyczne i cytotoksyczne właściwości tlenku azotu wykorzystywane są przez komórki układu odpornościowego kręgowców w walce z czynnikami zakaźnymi: wirusami, bakteriami, pierwotniakami, płazińcami oraz z komórkami nowotworowymi.

Rola NO w w procesach zachodzących w skórze

| Tetrahydrobiopteryna | NOS | Rola NO w skórze |