7/30/2019 nitro idazole an inhibitor of nitric oxide

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D . . - T Dl f l f l \ l l i k ea Lo f

7/30/2019 nitro idazole an inhibitor of nitric oxide

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SPECIAL REPORT 2 9 7a b1 0 0 1 7 0 -

C , )

o 5 0 _ C 8 5

. 0 0

0 0 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ C 1 55I n h i b i t o r c o n c e n t r a t i o n ( l o g M ) 7 - N I (mg k g - 1 , i . p . )

F i g u r e 1 ( a ) I n h i b i t i o n o f m o u s e c e r e b e l l a r n i t r i c o x i d e s y n t h a s e ( N O S ) b y 7 - n i t r o i n d a z o l e ( 7 - N I , * ) , L - N G - n i t r o a r g i n i n e m e t h y le s t e r ( A ) a n d L - N G - m o n o m e t h y l a r g i n i n e ( - ) . R e s u l t s s h o w % i n h i b i t i o n o f NOS a n d a r e me a n s . e . m e a n , n = 6 . W h e r e no errorb a r i s i n d i c a t e d e r r o r l i e s w i t h i n d i m e n s i o n s o f s y m b o l . ( b ) A n t i - n o c i c e p t i v e e f f e c t o f 7 - N I a d m i n i s t e r e d i . p . t o m i c e 1 5 m i n b e f o r es u b p l a n t a r f o r m a l i n i n j e c t i o n . O p e n c o l u m n s i n d i c a t e e a r l y p h a s e ( 0 - 1 5 m i n ) w h i l s t h at c h ed c o l u m n s i n d i c a t e l a t e p h a s e( 1 5 - 3 0 m i n ) h i n d p a w l i c k i n g t i m e s . R e s u l t s s h o w mean s . e . m e a n , n =6 - 1 2 , *P< 0 . 0 5 , **P< 0 . 0 1 . C o n t r o l a n i m a l s ( l a b e l l e d C )r e c e i v e d 1 0 m l k g ' a r a c h i s o i l w h i c h , b y i t s e l f , d i d n o t i n f l u e n c e h i n d p a w l i c k i n g t i m e . ( c f . s a l i n e - i n j e c t e d m i c e : e a r l y p h a s e ,8 9 . 8 7 . 0 s : l a t e p h a s e , 1 5 0 . 7 1 1 . 5 s , n = 1 5 ) .

D i s c u s s i o n We r e p o r t h e r e t h a t 7 - N I i n h i b i t s m o u s e c e r e b e l -l a r NOS. To t h e b e s t o f o u r k n o w l e d g e 7 - N I i s t h e f i r s tp o t e n t i n h i b i t o r o f t h i s e n z y m e w h i c h i s n o t a g u a n i d i n o -s u b s t i t u t e d d e r i v a t i v e o f L - a r g i n i n e . T h e c h e m i c a l c h a r a c t e r i s -t i c s o f 7 - N I w h i c h c o n f e r NOS i n h i b i t o r y a c t i v i t y r e m a i n t ob e d e t e r m i n e d a l t h o u g h t h e p r e s e n c e o f t w o a d j a c e n t n i t r o -g e n a t o m s i n t h e p y r a z o l e r i n g d o e s b e a r s o m e s i m i l a r i t y t ot h e a r r a n g e m e n t o f t h e g u a n i d i n o t e r m i n u s o f L - a r g i n i n e .H o w e v e r , p y r a z o l e i t s e l f i s i n a c t i v e ( B a b b e d g e & M o o r e ,u n p u b l i s h e d ) s u g g e s t i n g t h a t t h e f u s e d r i n g s t r u c t u r e o f t h ei n d a z o l e n u c l e u s i s n e c e s s a r y f o r a c t i v i t y . We t h e r e f o r e p r o -p o s e t h a t 7 - N I ma y b e u s e f u l a s a t o o l t o s t u d y t h e p h a r -m a c o l o g i c a l a c t i o n s o f NO.T h e f i n d i n g t h a t 7 - N I , l i k e L-NAME ( M o o r e e t a l . , 1 9 9 1 ) ,c a u s e s a n t i - n o c i c e p t i o n i n t h e m o u s e p r o v i d e s f u r t h e r s u p p o r tf o r o u r h y p o t h e s i s t h a t NO p l a y s a r o l e i n p a i n a p p r e c i a t i o n .I n t h i s c o n t e x t , i t i s o f i n t e r e s t t h a t 7 - N I a n d L-NAMEe x h i b i t ( a ) s i m i l a r a n t i - n o c i c e p t i v e p o t e n c y i n t h e m o u s e( E D , , f o r L-NAME, 1 8 6 p m o l k g - ' ; s e e Morgan e t a l . , 1 9 9 2 )a n d ( b ) s i m i l a r a b i l i t y t o i n h i b i t m o u s e c e r e b e l l a r NOS.I n t e r e s t i n g l y , a d m i n i s t r a t i o n o f 7 - N I ( 2 5 mg k g - ' ) t o i n t a c tm i c e r e s u l t s i n a g r e a t e r i n h i b i t i o n o f c e r e b e l l a r NOS t h a nd o e s s i m i l a r i n j e c t i o n o f a h i g h e r ( 5 0 mg k g - ' ) d o s e o f L -

NAME. F u r t h e r r e s e a r c h t o i n v e s t i g a t e t h e r e l a t i v e p h a r -m a c o k i n e t i c p r o f i l e s o f 7 - N I a n d L-NAME f o l l o w i n g i . p .i n j e c t i o n i n m i c e a r e r e q u i r e d .U n l i k e , L-NAME, 7 - N I d o e s n o t c a u s e a n i n c r e a s e i nMAP i n d i c a t i n g a l a c k o f e f f e c t o n e n d o t h e l i a l c e l l NOSa c t i v i t y i n t h i s s p e c i e s . T h e s e r e s u l t s s h o w t h a t 7 - N I e x h i b i t ss e l e c t i v i t y f o r t h e b r a i n NOS e n z y m e t h e r e b y h i g h l i g h t i n g a tl e a s t o n e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e b r a i n a n d e n d o t h e l i a l c e l li s o f o r m s o f t h i s e n z y m e . I t w i l l c l e a r l y b e o f i n t e r e s t t od e t e r m i n e t h e e f f e c t o f 7 - N I o n o t h e r c o n s t i t u t i v e a n d i n d u -c i b l e i s o f o r m s o f NOS. T h e l a c k o f c a r d i o v a s c u l a r s i d e e f f e c t so f 7 - N I r e p o r t e d i n t h i s s t u d y , i f c o n f i r m e d i n o t h e r s p e c i e s ,i s p o t e n t i a l l y o f c l i n i c a l i n t e r e s t . F o r e x a m p l e , t h e d e v e l o p -m e n t o f a s e l e c t i v e i n h i b i t o r o f b r a i n NOS ma y b e o ft h e r a p e u t i c u s e n o t o n l y f o r a n a l g e s i a b u t f o r o t h e r c e n t r a ln e r v o u s s y s t e m d i s o r d e r s i n w h i c h o v e r - p r o d u c t i o n o f NO i sb e l i e v e d t o p l a y a c a u s a t i v e r o l e e . g . n e u r o d e g e n e r a t i v ed i s e a s e ( s e e G a r t h w a i t e , 1 9 9 1 ) .

We t h a n k t h e MRC f o r f i n a n c i a l s u p p o r t . R . C . B . i s a n SERC-CASEs c h o l a r w i t h W e l l c o m e R e s e a r c h L a b o r a t o r i e s .

R e f e r e n c e sDWYER, M . A . , BREDT, D . S . & SNYDER, S . L . ( 1 9 9 1 ) . N i t r i c o x i d es y n t h a s e : i r r e v e r s i b l e i n h i b i t i o n b y L - N 0 - n i t r o a r g i n i n e i n b r a i n i nv i t r o a n d i n v i v o . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . C o m m u n . , 1 7 6 ,1 1 3 6 - 1 1 4 1 .GARTHWAITE, J . ( 1 9 9 1 ) . G l u t a m a t e , n i t r i c o x i d e a n d c e l l - c e l l s i g n a l l -i n g i n t h e n e r v o u s e s y s t e m . T r e n d s N e u r o s c i . , 1 4 , 6 0 - 6 7 .HALEY, J . E . , DICKENSON, A . H . & SCHACTER, M . ( 1 9 9 2 ) . E l e c t -r o p h y s i o l o g i c a l e v i d e n c e f o r a r o l e o f n i t r i c o x i d e i n p r o l o n g e dc h e m i c a l n o c i c e p t i o n i n t h e r a t . N e u r o p h a r m a c o l o g y , 3 1 ,2 5 1 - 2 5 8 .MOORE, P . K . , OLUYOMI, A . O . , BABBEDGE, R . C . , WALLACE, P . &

H A R T , S . L . ( 1 9 9 1 ) . L - N G - n i t r o a r g i n i n e m e t h y l e s t e r e x h i b i t s a n t i -n o c i c e p t i v e a c t i v i t y i n t h e m o u s e . B r . J . P h a r m a c o l . , 1 0 2 ,1 9 8 - 2 0 2 .

M OR G A N , C . V . J . , BABBEDGE, R . C . , GAFFEN, Z . A . , WALLACE, P . ,HART, S . L . & MOORE, P . K . ( 1 9 9 2 ) . S y n e r g i s t i c a n t i - n o c i c e p t i v ee f f e c t o f L - N 0 - ni t ro a r g i n i n e m e t h y l e s t e r (L-NAME) a n d f l u r b i p -r o f e n i n t h e m o u s e . B r . J . P h a r m a c o l . , 1 0 6 , 4 9 3 - 4 9 7 .R E E S , D . D . , PALMER, R . M . J . & M O N CA D A , S . ( 1 9 9 1 ) . R o l e o fe n d o t h e l i u m - d e r i v e d n i t r i c o x i d e i n t h e r e g u l a t i o n o f b l o o d p r e s -s u r e . P r o c . N a t I . A c a d . S c i . U . S . A . , 8 6 , 3 3 7 5 - 3 3 7 8 .( R e c e i v e d O c t o b e r 1 9 , 1 9 9 2A c c e p t e d N o v e m b e r 1 6 , 1 9 9 2 )