Synthesis of 15Nω-Hydroxy-L-arginine and ESR and 15N-NMR Studies for the Elucidation of the Molecular Mechanism of Enzymic Nitric Oxide Formation from L-Arginine

Nω‐Hydroxy‐L‐arginine (2) was prepared by a multi‐stage synthesis; the key step was the addition of hydroxylamine to the protected cyanamide 8. The presence of N‐hydroxyguanidines was confirmed, above all, by 15N‐NMR investigations. 15Nω‐Hydroxy‐L‐arginine (2) was converted quantitatively to 15NO by NO synthases from macrophages. 15NO was identified by ESR‐spectroscopy. These experiments confirm that 15Nω‐hydroxy‐L‐arginine (2) is an intermediate in the biosynthesis of NO from arginine (1) and that the N‐hydroxylated N‐atom is present in the NO formed. Synthese, ESR‐ und 15N‐NMR‐Untersuchungen von 15Nω‐Hydroxy‐L‐arginin zur Aufklärung der enzymatischen Stickstoffmonoxidbildung aus L‐Arginin Nω‐Hydroxy‐L‐arginin (2) wurde in einer mehrstufigen Synthese gewonnen, wobei der entscheidende Schritt die Addition von Hydroxylamin an das geschützte Cyanamid 8 darstellt. Das Vorliegen von N‐Hydroxyguanidinen wurde besonders durch 15N‐NMR‐Studien bestätigt. 15Nω‐Hydroxy‐L‐arginin (2) wurde von NO‐Synthase aus Makrophagen quantitativ zu 15NO umgesetzt. 15NO wurde ESR‐spektroskopisch nachgewiesen. Die Studien belegen, daß Nω‐Hydroxy‐L‐arginin (2) eine Zwischenstufe bei der Biosynthese von NO aus Arginin (1) darstellt und ausschließlich der N‐hydroxylierte Stickstoff im gebildeten NO erscheint.