Humphrey于1935年在研究“笑气”（N₂O）时发现一氧化氮(nitricoxide,NO)以来，NO一直被看作是对生物有毒的简单无机分子。NO在常温下为气体，水中溶解度很小，仅1mmol/L，极易透过细胞膜扩散，NO拥有额外电子，具有高度的化学反应能力，在生物组织中半寿期仅有几秒种。近年来研究表明，NO作为可能的突触前递质和突触后逆信使在神经系统信息传递和发音中起作用；NO作为生物信使分子也在机体免疫和血液血压调节中起着重要作用。

一、NO的自由性质

在NO分子中，N原子外层有五个电子，O原子外层有六个电子，形成共价键后，在分子轨道上含有不成对电子（：N：：O：），因此它是自由基，不稳定，半寿期短，易生成过氧亚硝基阴离子ONOO^-，质子化后很快分解生成HO和NO₂自由基，在生物体内还可生成一系列的具有生物功能的自由基和硝基化合物。

二、NO的生成

NO在体内经一氧化氮合酶（nitricoxide synthase,NOS）的作用才能生成。NOS以L-精氨酸（L-Arg）和分子氧为底物，尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）为辅因子提供电子，由黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）和四喋呤传递电子，生成中间体对羟基-精氨酸，然后形成NO和L-胍氨酸（L-Citr），其中NOS是NO生成的最主要的限速因子。

三、一氧化氮合酶

NOS由1025个氨基酸残基组成，分子量为13.3kD。NOS广泛分布于机体内。按其存在的细胞类型不同，NOS可以为三种类型，即神经型NOS（nNOS）、内皮型NOS（eNOS）和诱导型NOS（iNOS）。nNOS存在于视网膜、植物神经纤维、大脑皮层、海马、垂体后叶、丘脑、嗅球区粒细胞层、骨骼肌细胞和平滑肌细胞。iNOS存在于肝细胞、单核巨噬细胞、内皮细胞和成纤维细胞。eNOS存在于血管内皮、支气管内皮和海马锥体细胞层。按同工酶分类，NOS可分为同工酶Ⅰ（NOSⅠ），又称为神经型（nNOS），主要分布在神经元的上皮细胞中。同工酶Ⅱ（NOSⅡ），又称为诱导型（iNOS），主要分布在细胞因子诱导的巨噬细胞中；同工酶Ⅲ（NOSⅢ）又称为内皮型（eNOS），主要分布在内皮细胞中。

利用特异的DNA探针已经证明NOSⅠ、Ⅱ、Ⅲ基因分别定位于12号（12q24.2～24.3）、17号（17p11～17q11）、7号（7q35～36）染色体。

根据克隆及cDNA结果推测，NOSⅠ的mRNA长度＞10kb，而其编码基因＞100kb，其基因详细结构不清楚。人NOSⅡ基因全长37kb，由26个外显子组成，人NOSⅢ基因全长21kb，由26个外显子组成。