Возможно прямое взаимодействие ONOO- с белками. ONOO- + метал ==> NO+2 O- - - - - - метал > белок - - - - тирозин - - - - NO2 + HO-метал1+ + метал 2+ + Н2О (7)

ONOO^- + метал ==> NO⁺²...O^- - - - - - метал > белок - - - - тирозин - - - - NO₂ + HO-метал¹⁺ + метал ²⁺ + Н₂О (7)

Главным следствием этой реакции является модификация тирозиновых остатков белковых молекул. Важно, что главный удар ONOO^- наносит именно по тирозину. Это приводит к деструкции не только многих ферментных и структурных систем, но и блокированию клеточной сигнализации, опосредуемой тирозинкиназой, так как образующийся в ходе реакции нитротирозин очень напоминает фосфотирозин, необходимый для этой цели.

В начале эры монооксида азота считали, что эта сигнальная молекула не накапливается в тканях, а действует локально и кратковременно. Предполагалось, что NO действует только в момент синтеза выделяясь из клеток, где функционирует NOS, влияя только на близлежащие клетки. Сейчас установлено, что NO эффективно запасается некоторыми белками и может транспортироваться с ними далеко от места генерации. Например, аффинность взаимодействия гемоглобина с NO в 8000 раз превышает таковую с О₂. При этом образуются либо комплексы NO с гемом (Hb-NO), либо ковалентное нитрозилирование по SH группами белка (SNO-Hb). Это взаимодействие не уничтожает биологическую активность монооксида азота, поскольку эти реакции обратимы (при изменении рО₂, рН, редокс потенциала среды), а способствует ее консервации и транспортировке. Показано, что при активации макрофагальной iNOS бактериальными эндотоксинами в крови увеличивается концентрация S-нитрозогемоглобина и нитрозоальбумина в 10-ки раз. Возможно, именно этим объясняются характерные системные изменения в самочувствии при развитии инфекционных заболеваний.

Фармакологические препараты, изменяющие уровень NO в организме, использовались в медицине задолго до понимания механизмов их действия. Например, метиленовый синий (ингибитор NO-синтазы и гуанилатциклазы) применяют уже более 100 лет для коррекции маниакально-депрессивных состояний. В ряде работ показано, что монооксид азота является антагонистом дофамина и норадреналина в мозге и, вероятно, снижение активности этого газа в мозге действует на таких больных благоприятно. Также давно используется для лечения грудной жабы (стенокардии) нитроглицерин. Этот препарат внутри гладкомышечных клеток (в т.ч. в коронарных сосудах) взаимодействует с SH-группами образуя нитрозотиолы из которых затем выделяется NO.

Одной из самых популярных в США пищевых добавок является L-аргинин. - это одна из двадцати аминокислот, которые участвуют в образовании белков. Аргинин - это незаменимая аминокислота для детей (для взрослых - заменимая), т.е. организм ребенка сам не может создавать такую аминокислоту, а должен получать ее с пищей. Врачам и спортсменам давно известно, что L-аргинин является эффективным стимулятором продукции соматотропного гормона гипофиза (СТГ). Аргинин стимулирует СТГ, блокируя секрецию ингибитора гормона роста соматостатина вследствие увеличенного синтеза NO. ГР способен увеличить мышечную и уменьшить жировую массу тела (является антагонистом инсулина, который стимулирует отложение жира), в конечном результате делая фигуру более стройной;

L-аргинин обладает замечательным психотропным эффектом. Вызывая увеличение до верхних нормальных границ соматотропного гормона L-аргинин способствует улучшению настроения, делает человека более активным, инициативным и выносливым

L-аргинин используется в профилактике и лечении гипертонической болезни. В дозах 2-3 грамма в день L-аргинин способствует уменьшению тонуса гладкой мускулатуры артерий, тем самым снижая уровень диастолического кровяного давления; Обладает и рядом других благоприятных эффектов – ранозаживляющим, иммуностимулирующим, противоопухолевым. Семенная жидкость очень богата L-аргинином. При недостатке этой аминокислоты в питании детей у них замедляется половое созревание;

L-аргинин эффективен для интенсификации сперматогенеза, что используется для лечения бесплодия у мужчин;

Применение аргинина в качестве анаболической аминокислоты и стимулятора иммунной системы широко распространилось в 1982 году, благодаря книге Дарка Пирсона (Durk Pearson) и Сэнди Шоу (Sandy Shaw) Life Extension ("Продление жизни"). В этой книге Сэнди описала, как она с целью ускорения срастания костей и тканей в сломанной стопе принимала перорально по 10 грамм L-аргинина на пустой желудок. В качестве побочного эффекта, как говорится в книге, она потеряла 11 кг жира, одновременно набрав 2,5 кг мышц за шесть недель. Оба автора объясняют эффект значительного улучшения композиции тела Сэнди повышением уровня высвобождения гормона роста, которое произошло благодаря приему аргинина.

Результаты исследований, представленные в 1995 году на встрече Американской Сердечной Ассоциации, сообщают, что у престарелых людей, потреблявших аргинин в качестве пищевой добавки, восстановилась утраченная с возрастом эластичность кровеносных сосудов. По мере старения организма происходит повреждение эндотелия, что вызывает местную нехватку оксида азота. Аргинин восстановил синтез оксида азота в кровеносных сосудах, а это привело к их расширению и возвращению эластичности. В ходе другого эксперимента было отмечено, что получение крысами L-аргинина ослабило негативное влияние гипертонии (высокого кровяного давления) на сердечную функцию.

В большинстве клеток-мишеней механизмом, ограничивающим длительность и силу NO/цГМФ-зависимых воздействий, является активация цГМФ-специфичной фосфодиэстеразы (ФДЭ 5). Были синтезированы специфические ингибиторы этого фермента (силденафил, запринаст), которые в настоящее время под различными коммерческими названиями применяются для лечения сексуальной дисфункции у мужчин и женщин.