A possible increase of activity of endothelial l-arginine/nitric oxide pathway in aortas of diet-induced obesity rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos do tratamento periodontal não-cirúrgico na via L-arginina-óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas

Estudos publicados nas duas últimas décadas sugerem um aumento do risco de doença cardiovascular (DCV) em pacientes com periodontite, mas os mecanismos fisiopatológicos dessa associação ainda não estão completamente esclarecidos. Uma vez que foi demonstrado aumento da ativação plaquetária e do estresse oxidativo na periodontite, o objetivo do presente estudo foi investigar a via L-arginina-óxido nítrico (NO)- guanosina monofosfato cíclica (GMPc) e parâmetros de estresse oxidativo em plaquetas de pacientes com periodontite, bem como avaliar o efeito do tratamento periodontal não-cirúrgico nessas variáveis. Um total de 10 pacientes sem periodontite (periodontalmente saudáveis ou com gengivite) e 10 pacientes com periodontite participaram do estudo. A avaliação clínica, laboratorial e experimental foi realizada no início do estudo e 90 dias após realização da terapia periodontal básica (grupo periodontite). A avaliação clínica periodontal incluiu registros de: profundidade de bolsa à sondagem (PBS), nível de inserção (NIC), percentual de placa e percentual de sangramento à sondagem. Os seguintes experimentos foram realizados: influxo de L-arginina; atividade e expressão das enzimas óxido nítrico sintase e da arginase; expressão das enzimas guanilato ciclase solúvel e fosfodiesterase 5; determinação dos níveis intraplaquetários de GMPc; agregação plaquetária; avaliação do estresse oxidativo (atividade oxidante total, atividade das enzimas antioxidantes catalase e da superóxido dismutase - SOD); medição dos níveis de proteína C reativa (CRP) e de fibrinogênio. Os resultados obtidos no início do estudo demonstraram ativação do influxo de L-arginina em plaquetas via sistema y+L nos pacientes com periodontite, bem como concentrações intraplaquetárias de GMPc diminuídas e aumento sistêmico da CRP. Após o tratamento periodontal, observou-se redução do percentual de sítios com PBS ≥ 6 mm, NIC 4-5 mm e NIC ≥ 6 mm, aumento nos níveis de GMPc, para níveis comparáveis aos dos pacientes sem periodontite, acompanhado por uma maior atividade das enzimas antioxidantes SOD e catalase. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram alterações significativas tanto pré- quanto pós-tratamento. Esses resultados considerados em conjunto sugerem uma menor biodisponibilidade de NO em plaquetas na periodontite e que o tratamento periodontal não-cirúrgico foi capaz de reverter este quadro por um aumento das defesas antioxidantes. Portanto, alterações na via L-arginina-NO-GMPc e no estresse oxidativo podem levar à disfunção plaquetária, que poderia contribuir para um maior risco de DCV nos pacientes com periodontite.

Doenças cardiovasculares em pacientes bipolares: uma investigação da biodisponibilidade do óxido nítrico

Os transtornos psiquiátricos são um problema de saúde pública, ocupando cinco das dez principais causas de incapacitação no mundo. O transtorno bipolar (TB) é um transtorno de humor, segundo o DSM-IV (manual diagnóstico e estatístico de doenças mentais), o qual afeta cerca de 1% da população mundial. O TB do tipo I (TBI) é o mais frequente entre os TBs e é caracterizado pela presença de episódios maníacos ou mistos acompanhados por episódios depressivos. Assim como outros transtornos psiquiátricos, como a depressão, ansiedade e esquizofrenia, o TB representa um importante fator de risco cardiovascular, e pacientes com este transtorno apresentam mortalidade cardiovascular duas vezes maior que a população em geral. No entanto, os exatos mecanismos envolvidos nesta relação permanecem desconhecidos. Estudos sugerem o envolvimento da via L-arginina-óxido nitrico (NO) na patofisiologia do TB. O NO é responsável por diversas funções fisiológicas, incluindo a inibição da função plaquetária. A L-arginina, sua precursora, é transportada em plaquetas pelo carreador y+L, ativando a enzima NO sintase (NOS), a qual produz NO e e L-citrulina. Uma vez produzido, o NO ativa a enzima guanilato ciclase (GC), levando ao aumento dos níveis de guanosina monofosfato cíclica (GMPc). Adicionalmente, a L-arginina não é exclusivamente utilizada pela NOS, ela também pode ser metabolizada pela arginase e produzir L-ornitina e uréia. A biodisponibilidade do NO depende tanto de sua síntese como de sua degradação pelo estresse oxidativo ou pela inflamação. O objetivo deste estudo foi investigar detalhadamente a via L-arginina-NO-GMPc em plaquetas de pacientes com TBI, a expressão da arginase e outros marcadores de estresse oxidativo e inflamação. Vinte e oito pacientes com TB e dez indivíduos saudáveis foram incluídos no estudo. Nossos estudos mostraram uma redução da atividade da NOS em todos os grupos de pacientes bipolares (fases de eutimia, depressão e mania), quando comparados aos controles. Isto ocorreu na presença de concentrações normais do substrato e de seu transporte, e da expressão inalterada das isoformas eNOS e iNOS. A expressão da arginase II não diferiu entre os grupos estudados, indicando que a disponibilidade da L-arginina não está sendo desviada para o ciclo de uréia em plaquetas. A produção reduzida de GMPc foi observada mesmo com a expressão inalterada da GC. A atividade e marcadores de estresse oxidativo, avaliada através da quantificação da oxidação de proteínas e atividade da catalase, não foram modificadas em plaquetas de pacientes com TB, enquanto que a atividade da SOD estava aumentada em todas as fases. Os níveis séricos da proteína C-reativa (PCR), um marcador inflamatório, estão aumentados em pacientes maníacos, comparados aos controles. A reduzida produção de NO observada em plaquetas de pacientes bipolares pode ser um elo entre esta complexa associação entre TB e a doença cardiovascular.

Improvement of the physical performance is associated with activation of NO/PGC-l alpha/mtTFA signaling pathway and increased protein expressions of electron transport chain in gastrocnemius muscle from rats supplemented with L-arginine

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The peripheral L-arginine-nitric oxide-cyclic GMP pathway and ATP-sensitive K+ channels are involved in the antinociceptive effect of crotalphine on neuropathic pain in rats

Crotalphine, a 14 amino acid peptide first isolated from the venom of the South American rattlesnake Crotalus durissus terrificus, induces a peripheral long-lasting and opioid receptor-mediated antinociceptive effect in a rat model of neuropathic pain induced by chronic constriction of the sciatic nerve. In the present study, we further characterized the molecular mechanisms involved in this effect, determining the type of opioid receptor responsible for this effect and the involvement of the nitric oxide-cyclic GMP pathway and of K+ channels. Crotalphine (0.2 or 5 mu g/kg, orally; 0.0006 mu g/paw), administered on day 14 after nerve constriction, inhibited mechanical hyperalgesia and low-threshold mechanical allodynia. The effect of the peptide was antagonized by intraplantar administration of naltrindole, an antagonist of delta-opioid receptors, and partially reversed by norbinaltorphimine, an antagonist of kappa-opioid receptors. The effect of crotalphine was also blocked by 7-nitroindazole, an inhibitor of the neuronal nitric oxide synthase; by 1H-(1,2,4) oxadiazolo[4,3-a]quinoxaline-1-one, an inhibitor of guanylate cyclase activation; and by glibenclamide, an ATP-sensitive K+ channel blocker. The results suggest that peripheral delta-opioid and kappa-opioid receptors, the nitric oxide-cyclic GMP pathway, and ATP-sensitive K+ channels are involved in the antinociceptive effect of crotalphine. The present data point to the therapeutic potential of this peptide for the treatment of chronic neuropathic pain. Behavioural Pharmacology 23:14-24 (C) 2012 Wolters Kluwer Health | Lippincott Williams & Wilkins.

Copper(II) Complexes of l-Arginine as Netropsin Mimics Showing DNA Cleavage Activity in Red Light

Copper(II) complexes [Cu(L-arg)(2)](NO3)(2) (1) and [Cu(L-arg)(B)Cl]Cl (2-5), where B is a heterocyclic base, namely, 2,2'-bipyridine (bpy, 2), 1,10-phenanthroline (phen, 3), dipyrido[3,2-d:2',3'-f]quinoxaline (dpq, 4), and dipyrido[3,2-a:2',3'-c)phenazine (dppz, 5), are prepared and their DNA binding and photoinduced DNA cleavage activity studied. Ternary complex 3, structurally characterized using X-ray crystallography, shows a square-pyramidal (4 + 1) coordination geometry in which the N,O-donor L-arginine and N,N-donor 1,10-phenanthroline form the basal plane with one chloride at the elongated axial site. The complex has a pendant cationic guanidinium moiety. The one-electron paramagnetic complexes display a metal-centered d-d band in the range of 590-690 nm in aqueous DMF They show quasireversible cyclic voltammetric response due to the Cu(II)/Cu(I) couple in the range of -0.1 to -0.3 V versus a saturated calomel electrode in a DMF-Tris HCl buffer (pH 7.2). The DNA binding propensity of the complexes is studied using various techniques. Copper(II) bis-arginate 1 mimics the minor groove binder netropsin by showing preferential binding to the AT-rich sequence of double-strand (ds) DNA. DNA binding study using calf thymus DNA gives an order: 5 (L-arg-dppz) >= 1 (biS-L-arg) > 4 (L-arg-dpq) > 3 (L-arg-phen) >> 2 (L-arg-bpy). Molecular docking calculations reveal that the complexes bind through extensive hydrogen bonding and electrostatic interactions with ds-DNA. The complexes cleave supercoiled pUC19 DNA in the presence of 3-mercaptopropionic acid as a reducing agent forming hydroxyl ((OH)-O-center dot) radicals. The complexes show oxidative photoinduced DNA cleavage activity in UV-A light of 365 nm and red light of 647.1 nm (Ar-Kr mixed-gas-ion laser) in a metal-assisted photoexcitation process forming singlet oxygen (O-1(2)) species in a type-II pathway. All of the complexes, barring complex 2, show efficient DNA photocleavage activity. Complexes 4 and 5 exhibit significant double-strand breaks of DNA in red light of 647.1 nm due to the presence of two photosensitizers, namely, L-arginine and dpq or dppz in the molecules.

Vasomodulatory effect of novel peroxovanadate compounds on rat aorta: Role of rho kinase and nitric oxide/cGMP pathway

The present study was undertaken to assess the role of reactive oxygen species (ROS) in rat aortic ring vasoreactivity and integrity by using various peroxovanadate (pV) compounds. All the pV compounds (1 nM-300 mu M) used in the present study exerted concentration-dependent contractions on endothelium intact rat aortic rings. All compounds with an exception of DPV-asparagine (DPV-asn) significantly altered vascular integrity as shown by diminished KCl responses. Phenylephrine (PE)-mediated contractions (3 nM-300 mu M) were unaltered in the presence of these compounds. Acetylcholine (Ach)-mediated relaxation in PE (1 mu M) pre-contracted rings was significantly reduced in presence of diperoxovanadate (DPV), poly (sodium styrene sulfonate-co-maleate)-pV (PSS-CoM-pV) and poly (sodium styrene 4-sulfonate)-pV (PSS-pV). However, no significant change in Ach-mediated responses was observed in the presence of poly (acrylate)-pV (PM-pV) and DPV-asn. DPV-asn was thus chosen to further elucidate mechanism involved in peroxide mediated modulation of vasoreactivity. DPV-asn (30 nM-300 mu M) exerted significantly more stable contractions, that was found to be catalase (100 U/ml) resistant in comparison with H(2)O(2) (30 nM-300 mu M) in endothelium intact aortic rings. These contractile responses were found to be dependent on extracellular Ca(2+) and were significantly inhibited in presence of ROS scavenger N-acetylcysteine (100 mu M). Intracellular calcium chelation by BAPTA-AM (10 mu M) had no significant effect on DPV-asn (30 nM-300 mu M) mediated contraction. Pretreatment of aortic rings by rho-kinase inhibitor Y-27632 (10 mu M) significantly inhibited DPV-asn-mediated vasoconstriction indicating role of voltage-dependent Ca(2+) influx and downstream activation of rho-kinase. The small initial relaxant effect obtained on addition of DPV-asn (30 nM-1 mu M) in PE (1 mu M) pre-contracted endothelium intact rings, was prevented in the presence of guanylate cyclase inhibitor, methylene blue (10 mu M) and/or nitric oxide synthase (NOS) inhibitor, L-NAME (100 mu M) suggesting involvement of nitric oxide and cGMP. DPV-asn, like H(2)O(2), exerted a response of vasoconstriction in normal arteries and vasodilation at low concentrations (30 nM-1 mu M) in PE-pre contracted rings with overlapping mechanisms. These findings suggest usefulness of DPV-asn having low toxicity, in exploring the peroxide-mediated effects on various vascular beds. The present study also convincingly demonstrates role of H(2)O(2) in the modulation of vasoreactivity by using stable peroxide DPV-asn and warrants future studies on peroxide mediated signaling from a newer perspective. (C) 2011 Published by Elsevier Ltd.

A via L-arginina-óxido nítrico no transtorno depressivo e sua associação com a função plaquetária e o estresse oxidativo

O transtorno depressivo (TD) é um fator de risco cardiovascular independente que apresenta elevada morbi-mortalidade. Recentes evidências sugerem a participação do óxido nítrico (NO), potente vasodilatador e anti-agregante plaquetário, na patogênese de doenças cardiovasculares e psiquiátricas. A síntese do NO ocorre através da conversão do aminoácido L-arginina em L-citrulina e NO, pela ação da enzima NO sintase (NOS). Esta tese aborda o papel da via L-arginina-NO em plaquetas de pacientes com TD e sua associação com a função plaquetária e estresse oxidativo. Para análise comportamental da depressão em modelo animal, foi utilizado o modelo de estresse pós-natal de separação única (SMU). Os animais foram divididos em quatro grupos para a realização do estudo: Grupo Controle Sedentário (GCS), Grupo Controle Exercício (GCE), Grupo SMU Sedentário (SMUS) e Grupo SMU Exercício (SMUE). O treinamento físico (TF) dos animais englobou 8 semanas, com duração de 30 minutos e uma velocidade de treinamento estabelecida pelo teste máximo (TE). Para o estudo em humanos, 10 pacientes com TD com score Hamilton: 201, (média de idade: 384anos), foram pareados com 10 indivíduos saudáveis (média de idade: 383anos). Os estudos em humanos e animais foram aprovados pelos Comitês de Ética: 1436 - CEP/HUPE e CEUA/047/2010, respectivamente. Foi mensurado em humanos e em animais: transporte de L-arginina, concentração GMPc, atividade das enzimas NOS e superóxido dismutase (SOD) em plaquetas e cortisol sistêmico. Experimentos realizados somente em humanos: expressão das enzimas NOS, arginase e guanilato ciclase através de Western Blotting. A agregação plaquetária foi induzida por colágeno e foi realizada análise sistêmica de proteína C-reativa, fibrinogênio e L-arginina. Para o tratamento estatístico utilizou-se três testes estatísticos para avaliar as diferenças das curvas de sobrevida: Kaplan-Meier, e os testes de Tarone-Ware e Peto-Prentice. Em humanos, houve uma redução do transporte de L-arginina, da atividade das enzimas NOS e SOD, e da concentração de GMPc em plaquetas, e nas concentrações plasmáticas de L-arginina no grupo com TD em relação ao grupo controle. Foi observado um aumento dos níveis plasmáticos de fibrinogênio no TD. Esses resultados demonstram uma inibição da via L-arginina-NO-GMPc e da enzima anti-oxidante SOD em pacientes com TD sem afetar a função plaquetária. Em relação ao TF, para o modelo animal, foram encontradas alterações iniciais quanto à distância percorrida e tempo de execução do TE entre os grupos controles e o grupos SMUs, apresentando estes últimos menores valores para o TE. Após 8 semanas de TF, verificou-se um maior influxo no transporte de L-arginina para o SMUE em comparação ao grupo SMUS. As diferenças observadas para o tempo e a distância percorrida no TE inicial entre os grupos controle e no modelo de estresse foram revertidas após as 8 semanas de TF, demonstrando o efeito benéfico do exercício físico na capacidade cardiorespiratória em modelos de depressão.

A via L-argininaóxido nítrico, estresse oxidativo e ciclo da uréia na obesidade

A obesidade é um distúrbio metabólico de etiologia multifatorial e elevada prevalência no Brasil, que pode ser definida por um índice de massa corporal (peso em quilogramas dividido pela altura em metros ao quadrado) maior ou igual a 30 kg/m2, e que está associada de forma independente a um elevado risco de morbidade e mortalidade cardiovascular devido aos eventos aterotrombóticos. O óxido nítrico (NO), uma pequena molécula gasosa, é produzido através da conversão do aminoácido catiônico L-arginina em L-citrulina e NO em uma reação catalisada por uma família de enzimas denominadas NO-sintases (NOS), e funciona como um protetor cardiovascular modulando por exemplo o relaxamento do músculo liso vascular e a função plaquetária. O objetivo desta tese foi avaliar a via L-arginina-NO, bem como investigar a função plaquetária, o estresse oxidativo, e a atividade da arginase em pacientes com obesidade. O transporte de L-arginina, a produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), a atividade e a expressão das isoformas da NOS (iNOS e eNOS), a atividade da arginase, o estresse oxidativo (produção de espécies reativas de oxigênio EROs; atividade da superóxido dismutase SOD; e atividade da catalase), bem como a função plaquetária foram medidos nas plaquetas dos pacientes com obesidade. Nas hemácias, foram medidos o transporte de L-arginina e a atividade da NOS e da arginase. Os níveis de aminoácidos e de marcadores inflamatórios (fibrinogênio e proteína C reativa) também foram medidos sistemicamente. Os resultados demonstram que o influxo de L-arginina via sistema y+L, a atividade da NOS e a produção de GMPc estão diminuídos nas plaquetas dos pacientes obesos em relação aos controles saudáveis, enquanto que não houve diferença na atividade da arginase. Além disso, a expressão das isoformas da NOS bem como a agregação plaquetária em plaquetas de pacientes com obesidade mostrou-se aumentada em relação aos controles. Nas hemácias destes pacientes, observou-se elevado influxo de L-arginina via sistema y+ e y+L e atividade da NOS, e nenhuma diferença na função da arginase. A concentração plasmática de L-arginina não foi afetada pela obesidade, mas já os marcadores inflamatórios estavam significativamente aumentados. A produção de EROs e a atividade da catalase nas plaquetas não estava alterada em pacientes com obesidade, enquanto que a atividade da SOD mostrou-se diminuida. Assim, apesar do aumento da produção de NO pelas hemácias, é possível que a baixa produção plaquetária de NO, além do estado inflamatório e um possível estresse oxidativo, estejam contribuindo para a elevada atividade plaquetária observada na obesidade. As descobertas aqui apresentadas contribuem para uma melhor compreensão dos eventos cardiovasculares presentes na obesidade.

Untargeted Metabolomic Analysis of Human Plasma Indicates Differentially Affected Polyamine and L-Arginine Metabolism in Mild Cognitive Impairment Subjects Converting to Alzheimer’s Disease

This study combined high resolution mass spectrometry (HRMS), advanced chemometrics and pathway enrichment analysis to analyse the blood metabolome of patients attending the memory clinic: cases of mild cognitive impairment (MCI; n = 16), cases of MCI who upon subsequent follow-up developed Alzheimer's disease (MCI_AD; n = 19), and healthy age-matched controls (Ctrl; n = 37). Plasma was extracted in acetonitrile and applied to an Acquity UPLC HILIC (1.7μm x 2.1 x 100 mm) column coupled to a Xevo G2 QTof mass spectrometer using a previously optimised method. Data comprising 6751 spectral features were used to build an OPLS-DA statistical model capable of accurately distinguishing Ctrl, MCI and MCI_AD. The model accurately distinguished (R2 = 99.1%; Q2 = 97%) those MCI patients who later went on to develop AD. S-plots were used to shortlist ions of interest which were responsible for explaining the maximum amount of variation between patient groups. Metabolite database searching and pathway enrichment analysis indicated disturbances in 22 biochemical pathways, and excitingly it discovered two interlinked areas of metabolism (polyamine metabolism and L-Arginine metabolism) were differentially disrupted in this well-defined clinical cohort. The optimised untargeted HRMS methods described herein not only demonstrate that it is possible to distinguish these pathologies in human blood but also that MCI patients 'at risk' from AD could be predicted up to 2 years earlier than conventional clinical diagnosis. Blood-based metabolite profiling of plasma from memory clinic patients is a novel and feasible approach in improving MCI and AD diagnosis and, refining clinical trials through better patient stratification.

Vascular hyporeactivity to angiotensin II induced by Escherichia coli endotoxin is reversed by Nω-Nitro-L-Arginine, an inhibitor of nitric oxide synthase

Septic shock or sepsis is reported to be one of the major causes of death when followed by systemic infectious trauma in humans and other mammals. Its development leads to a large drop in blood pressure and a reduction in vascular responsiveness to physiological vasoconstrictors which, if not contained, can lead to death. It is proposed that this vascular response is due to the action of bacterial cell wall products released into the bloodstream by the vascular endothelium and is considered a normal response of the body's defenses against infection. A reduction in vascular reactivity to epinephrine and norepinephrine is observed under these conditions. In the present study in rats, the aim was to assess whether those effects of hypotension and hyporeactivity are also related to another endogenous vasoconstrictor, angiotensin II (AII). We evaluated the variation in the power of this vasoconstrictor over the mean arterial pressure in anesthetized rats, before and after the establishment of hypotension by Escherichia coli endotoxin (Etx). Our results show that in this model of septic shock, there is a reduction in vascular reactivity to AII and this reduction can be reversed by the inhibitor of nitric oxide synthase, Nω-Nitro-L- Arginine (NωNLA). Our results also suggest that other endogenous factors (not yet fully known) are involved in the protection of rats against septic shock, in addition to the L-arginine NO pathway.

Hemodynamic effects of combined sildenafil and L-arginine during acute pulmonary embolism-induced pulmonary hypertension

Sildenafil attenuates acute pulmonary embolism-induced pulmonary hypertension. However, the hemodynamic effects of sildenafil in combination with other vasodilators during acute pulmonary embolism have not been examined yet. In the present study, we examined the hemodynamic effects of combined sildenafil (0.25 mg/kg, i.v.) and L-arginine (100, 200, 500, and 1000 mg/kg/h, i.v.) in an anesthetized dog model of acute pulmonary embolism. Plasma nitrite/nitrate (NOx) and cGMP concentrations were determined using an ozone-based chemiluminescence assay and a commercial enzyme immunoassay, respectively. We found that L-arginine alone did not attenuate acute pulmonary embolism-induced pulmonary hypertension. However, significant decreases in mean pulmonary artery pressure were observed 30, 45, 60, and 75 min after the administration of sildenafil alone or after the combined administration of sildenafil and L-arginine (all P<0.05). No significant differences among groups were observed in the respiratory parameters. While L-arginine significantly increased NOx concentrations, cGMP concentrations increased only when sildenafil was administered (all P<0.05). These results suggest that while sildenafil attenuates acute pulmonary embolism-induced pulmonary hypertension, L-arginine does not enhance the beneficial hemodynamic effects of sildenafil. In addition, these findings suggest that stimulation of NO synthesis with L-arginine during acute pulmonary embolism does not produce beneficial effects. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Role of the arginine-nitric oxide pathway in the regulation of vascular smooth muscle cell proliferation

The objective of this study was to elucidate the mechanisms by which nitric oxide (NO) inhibits rat aortic smooth muscle cell (RASMC) proliferation. Two products of the arginine-NO pathway interfere with cell growth by distinct mechanisms. NG-hydroxyarginine and NO appear to interfere with cell proliferation by inhibiting arginase and ornithine decarboxylase (ODC), respectively. S-nitroso-N-acetylpenicillamine, (Z)-1-[N-(2-aminoethyl)-N-(2-aminoethyl)-amino]-diazen-1-ium-1,2-diolate, and a nitroaspirin derivative (NCX 4016), each of which is a NO donor agent, inhibited RASMC growth at concentrations of 1–3 μM by cGMP-independent mechanisms. The cytostatic action of the NO donor agents as well as α-difluoromethylornithine (DFMO), a known ODC inhibitor, was prevented by addition of putrescine but not ornithine. These observations suggested that NO, like DFMO, may directly inhibit ODC. Experiments with purified, recombinant mammalian ODC revealed that NO inhibits ODC possibly by S-nitrosylation of the active site cysteine in ODC. DFMO, as well as the NO donor agents, interfered with cellular polyamine (putrescine, spermidine, spermine) production. Conversely, increasing the expression and catalytic activity of arginase I in RASMC either by transfection of cells with the arginase I gene or by induction of arginase I mRNA with IL-4 resulted in increased urea and polyamine production as well as cell proliferation. Finally, coculture of rat aortic endothelial cells, which had been pretreated with lipopolysaccharide plus a cytokine mixture to induce NO synthase and promote NO production, caused NO-dependent inhibition of target RASMC proliferation. This study confirms the inhibitory role of the arginine-NO pathway in vascular smooth muscle proliferation and indicates that one mechanism of action of NO is cGMP-independent and attributed to its capacity to inhibit ODC.

X-ray Studies on Crystalline Complexes Involving Amino Acids and Peptides. XIII. Effect of Chirality on Molecular Aggregation: The Crystal Structures of L-Arginine D-Aspartate and L-Arginine D-Glutamate Trihydrate

The crystal structures of (1) L-arginine D-asparate, C6HIsN40~.C4H6NO4 [triclinic, P1, a=5.239(1), b=9.544(1), c=14.064(2)A, a=85"58(1), /3=88.73 (1), ~/=84.35 (1) °, Z=2] and (2) L-arginine D-glutamate trihydrate, C6H15N40~-.CsHsNO4.3H20 [monoclinic, P2~, a=9.968(2), b=4.652(1), c=19.930 (2) A, fl = 101.20 (1) °, Z = 2] have been determined using direct methods. They have been refined to R =0.042 and 0.048 for 2829 and 2035 unique reflections respectively [I>2cr(I)]. The conformations of the two arginine molecules in the aspartate complex are different from those observed so far in the crystal structures of arginine, its salts and complexes. In both complexes, the molecules are organized into double layers stacked along the longest axis. The core of each double layer consists of two parallel sheets made up of main-chain atoms, each involving both types of molecules. The hydrogen bonds within each sheet and those that interconnect the two sheets give rise to EL-, DD- and DE-type head-to-tail sequences. Adjacent double layers in (1) are held together by side-chain-side-chain interactions whereas those in (2) are interconnected through an extensive network of water molecules which interact with sidechain guanidyl and carboxylate groups. The aggregation pattern observed in the two LD complexes is fundamentally different from that found in the corresponding EL complexes.

L-Arginine L-aspartate

C6HxsN40 +.C4H6NO~-, monoclinic, P2,,a = 5.511 (3), b = 8.438 (4), c = 15.265 (9) A, fl = 97.9 (I) °, D,, -- 1.467 (8) (flotation), D c = 1.452 Mg m -a, Z = 2. The structure has been refined to a final R value of 0.044 for 1226 independent counter-measured reflections. The conformation of the arginine molecule is different from those previously observed, whereas the conformation of the aspartate ion is similar to that found in L-aspartic acid, DL-aspartic acid and L-lysine L-aspartate. The unlike molecules aggregate into separate alternating layers and the a-amino and acarboxylate groups in the arginine layer are periodically brought into close proximity in a 'headto-tail' arrangement. There exist a specific ion-pair interaction involving electrostatic attraction and two nearly parallel N-H...O hydrogen bonds between the guanidyl group and the a-carboxylate group of the aspartate ion.