Azoto monoksidas – azoto oksidas, bespalvės, vandenyje mažai tirpios dujos, cheminė formulė NO. Jos reaguodamos su O2 sudaro azoto dioksidą. Azoto monoksidas iš azoto ir deguonies susidaro aukštoje temperatūroje vykstant endoterminei reakcijai, pavyzdžiui, susidarant elektros išlydžiui (perkūnijos metu), automobilių variklių cilindruose. Ore esantis NO yra nepageidaujamas teršalas. Organizme azoto monoksidas susidaro iš aminorūgščių. Organizme azoto oksido radikalas (NO•) susidaro iš arginino, reaguoja su vandenilio peroksidu ir sudaro peroksonitritą.
Žmogaus organizme, jungiantis vienam azoto atomui su vienu deguonies atomu, susidaro molekulė, turinti nesuporuotą elektronų porą, todėl NO yra laikomas radikalu.
Azoto monooksidas yra sintetinamas NO sintazių įvairių audinių ląstelėse – makrofaguose, hepatocituose, astrocituose, endotelinėse ir lygiųjų raumenų ląstelėse. NO sintezė sužadinama (indukuojama), paveikus ląsteles citokinais, bakterijų toksinais. NO gyvavimas ląstelėje yra labai trumpas, tačiau ši molekulė dalyvauja reguliuojant tokius sudėtingus procesus kaip kraujagyslių tonuso palaikymas ar ilgalaikės atminties susidarymas. Be to, ji gina organizmą nuo mikrobų ir naikina vėžines ląsteles.
NO reaktyvumas yra toks pats, kaip ir molekulinio deguonies, todėl jis tiesiogiai neoksiduoja biomolekulių. Dabar yra pakankamai įrodymų, kad ląstelėje NO yra paverčiamas nitritu, o oksihemoglobinas ar oksimioglobinas nitritą lengvai oksiduoja iki nitrato. Taigi kraujyje galutinis NO metabolizmo produktas būtų nitratas: NO → NO2 – → NO3– .
Dažniausiai NO toksiškumas yra siejamas su jo geba sudaryti peroksinitritą. Peroksinitritas susidaro reakcijų su superoksidu (O2– ) metu: NO + O2– → ONOO–.
Šiai reakcijai nereikia jokio katalizatoriaus, taigi ir fermento, ji yra gana greita. Peroksinitritas yra stiprus oksidatorius, lengvai skylantis į hidroksilo radikalą (labai aktyvų ir destruktyvų radikalą) ir NO2:
ONOO– + H+ → ONOOH, ONOOH → NO2 + HO•.
Tokios reakcijos vyksta ląstelėje patologinių procesų metu. Yra žinoma, jog aktyvinti makrofagai, neutrofilai ir net endotelinių ląstelių kultūros išskiria peroksinitritą. Normaliai peroksinitrito koncentracija ląstelėse yra labai maža, nepaisant to, kad superoksido generacija yra gana didelė. Apie 1-5 % viso sunaudoto deguonies ląstelėse yra paverčiami superoksidu. Bet jį sėkmingai neutralizuoja superoksido dismutazė, kurios yra daug visose ląstelėse.
Patologinėmis sąlygomis, kai vienu metu padidėja ir superoksido, ir NO generacija, peroksinitrito kiekis gali labai padidėti. Peroksinitritas gali tiesiogiai oksiduoti daugelį biologiškai svarbių molekulių, tokių kaip membranų lipidai, baltymai (-SH grupės ar tirozinas), Fe-S centrai, ląstelės antioksidantai (pvz., peroksinitritas paverčia vitaminą E į jo neaktyvią chinoninę formą).
Peroksinitritas gali jungtis ir su baltymuose esančiu tirozinu. Be to, nitrotirozininti baltymai gali susidaryti superoksido dismutazės katalizuojamoje reakcijoje tarp NO ir superoksido. Tokių nitrotirozino junginių randama ląstelėse tam tikrų uždegiminių ligų atvejais, pvz., aterosklerozės pažeistose kraujagyslių sienelėse.