Dihydrofolate reductase protects endothelial nitric oxide synthase from uncoupling in tetrahydrobiopterin deficiency.
Dihydrofolate reductase protects endothelial nitric oxide synthase from uncoupling in tetrahydrobiopterin deficiency.
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DOI：
10.1016/j.freeradbiomed.2011.03.010
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发表时间：
2011-06-01
影响因子：
7.4
通讯作者：
Channon, Keith M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Crabtree, Mark J.;Hale, Ashley B.;Channon, Keith M.
关键词：
四氢生物蝶呤 (BH4) 是内皮一氧化氮合酶 (eNOS) 合成 NO 所需的辅助因子，内皮 BH4 生物利用度是调节 NO 与超氧化物生成（eNOS 偶联）之间平衡的关键因素。 BH4 的生物合成由 GTP-环化水解酶 I (GTPCH) 的活性决定。然而，BH4 水平也可能受到氧化的影响，形成 7,8-二氢生物蝶呤 (BH2)，从而促进 eNOS 解偶联。相反，二氢叶酸还原酶 (DHFR) 可以从 BH2 再生 BH4，但 DHFR 在维持 eNOS 偶联方面是否具有重要功能仍不清楚。为了研究 DHFR 在体内调节 eNOS 偶联的机制，我们用甲氨蝶呤 (MTX) 处理野生型、BH4 缺陷 (hph-1) 和 GTPCH 过表达 (GCH-Tg) 小鼠，以抑制 DHFR 对 BH4 的再循环。 MTX 治疗导致野生型小鼠主动脉中 BH2 显着升高，BH4:BH2 比率降低。这些作用在 hph-1 中被放大，但在 GCH-Tg 小鼠中减弱。在 MTX 处理的 hph-1 中观察到 eNOS 活性减弱，但在野生型或 GCH-Tg 小鼠肺中未观察到，这表明在 BH4 缺陷状态下抑制 DHFR 会导致 eNOS 解偶联。总而言之，这些数据揭示了在体内总生物蝶呤可用性低的条件下 DHFR 在调节 BH4 与 BH2 比率和 eNOS 偶联方面的关键作用。
Tetrahydrobiopterin (BH4) is a required cofactor for the synthesis of NO by endothelial nitric oxide synthase (eNOS), and endothelial BH4 bioavailability is a critical factor in regulating the balance between NO and superoxide production (eNOS coupling). Biosynthesis of BH4 is determined by the activity of GTP-cyclohydrolase I (GTPCH). However, BH4 levels may also be influenced by oxidation, forming 7,8-dihydrobiopterin (BH2), which promotes eNOS uncoupling. Conversely, dihydrofolate reductase (DHFR) can regenerate BH4 from BH2, but whether DHFR is functionally important in maintaining eNOS coupling remains unclear. To investigate the mechanism by which DHFR might regulate eNOS coupling in vivo, we treated wild-type, BH4-deficient (hph-1), and GTPCH-overexpressing (GCH-Tg) mice with methotrexate (MTX), to inhibit BH4 recycling by DHFR. MTX treatment resulted in a striking elevation in BH2 and a decreased BH4:BH2 ratio in the aortas of wild-type mice. These effects were magnified in hph-1 but diminished in GCH-Tg mice. Attenuated eNOS activity was observed in MTX-treated hph-1 but not wild-type or GCH-Tg mouse lung, suggesting that inhibition of DHFR in BH4-deficient states leads to eNOS uncoupling. Taken together, these data reveal a key role for DHFR in regulating the BH4 vs BH2 ratio and eNOS coupling under conditions of low total biopterin availability in vivo.
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DOI：
10.1152/ajpheart.00823.2007
发表时间：
2008-04-01
影响因子：
4.8
作者：
Crabtree, Mark J.;Smith, Caroline L.;Gross, Steven S.
通讯作者：
Gross, Steven S.
影响因子：
37.8
作者：
PANZA, JA;GARCIA, CE;CANNON, RO
通讯作者：
CANNON, RO
影响因子：
5.5
作者：
Fink, B;Laude, K;Dikalov, S
通讯作者：
Dikalov, S
影响因子：
20.1
作者：
Huang, AN;Zhang, YY;Keaney, JF
通讯作者：
Keaney, JF
DOI：
10.1152/ajpheart.00748.2008
发表时间：
2008-11-01
影响因子：
4.8
作者：
Ionova, Irina A.;Vasquez-Vivar, Jeannette;Pieper, Galen M.
通讯作者：
Pieper, Galen M.