氧菌H-NOX Y40L、腾冲嗜热厌 氧菌H-NOX F78Y/Y140L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y140F、野 生型腾冲嗜热厌氧菌Η-Ν0Χ、嗜肺军团菌2H-N0X F142Y、野生型嗜肺军团菌2H-N0X、智 人 βΙΗ-ΝΟΧ I140Y、智人 B1I145Y、野生型智人 βΙΗ-ΝΟΧ、褐鼠 sGC0 1H-NOX(l-385)、 褐鼠 sGC0 1H-N0X (1-385) 1145Y、褐鼠 sGC0 1H-N0X H105G、褐鼠 sGC0 1H-N0X H105F、 褐鼠 sGC β 1H-N0X 1145Y、野生型褐家鼠 β 1H-N0X、野生型黑腹果蝇β 1H-N0X、野生型 黑腹果蝇CG14885-PA Η-Ν0Χ、野生型线虫GCY-35H-N0X、野生型点形念珠藻Η-Ν0Χ、野 生型新月柄杆菌Η-Ν0Χ、野生型沙雷氏菌H-NOX或野生型丙酮丁醇梭菌Η-Ν0Χ。在分离 的H-NOX蛋白的一些实施方式中，所述H-NOX蛋白不是下列蛋白的任何一种，所述蛋 白按其基因名称、接着是它们的物种缩写和Genbank标识符加以列出（例如从2006年 5月21日、2006年5月22日、2007年5月21日、2007年5月22日起可获得的以下蛋 白序列）：Npun5905_Npu_23129606、alr2278_Ana_17229770、S02144_Sone_24373702、 Mdegl343_Mde_23027521、VCA0720_Vch_15601476、CC2992_Ccr_16127222、Rsph2043_ Rhsp_22958463(gi:46192757)、Mmcl0739_Mcsp_22999020、Tar4_Tte_20807169、Ddes2822_ Dde_23475919、CAC3243_Cac_15896488、gcy-31_Ce_17568389、CG14885_Dm_24647455、 GUCYlB3_Hs_4504215、 HpGCS-betal_Hpul_14245738、 Gycbeta100 B_Dm_24651577、 CG4154_Dm_24646993(gi:NP_650424. 2、gi :62484298)、gcy-32_Ce_13539160, gcy-36_ Ce_17568391 (gi:32566352、gi:86564713)、gcy-35_Ce-17507861 (gi:71990146)、 gcy-37_Ce_17540904 (gi : 71985505)、GCYl a 3_Hs_20535603、GCYl a 2-Hs_899477 或 GYC a -99B_Dm_729270 (gi : 68067738) (Lakshminarayan 等人（2003)，"Ancient conserved domains shared by animal soluble guanylyl cyclases and bacterial signaling proteins," BMG Genomics 4:5-13)。这些名称中使用的物种缩写包括：Ana -鱼腥藻 (Anabaena Sp) ;Ccr_ 新月柄杆菌（Caulobacter crescentus) ;Cac_ 丙酮丁 醇梭菌 (Clostridium acetobutylicum) ；Dde -脱硫脱硫弧菌（Desulfovibrio desulfuricans)； Mcsp -趋磁细菌某种（Magnetococcus sp.) ;Mde_ Microbulbifer degradans;Npu_ 点形念珠藻（Nostoc punctiforme) ;Rhsp_ 球形红细菌（Rhodobacter sphaeroides); Sone -沙雷氏菌（Shewanella oneidensis) ;Tte -腾冲嗜热厌氧菌（Thermoanaerobacter tengcongensis) ;Vch -霍乱弧菌(Vibrio cholerae) ;Ce -线虫(Caenorhabditis elegans) ;Dm_ 黑腹果幡；Hpul-马奠海胆（Hemicentrotus pulcherrimus) ;Hs_ 智人。 在分离的H-NOX蛋白的一些实施方式中，所述H-NOX蛋白不是以下H-NOX蛋白的任何一种， 所述蛋白按照它们的生物体名称和Pfam数据库登录号列出（例如从2006年5月21日、 2006年5月22日、2007年5月21日、2007年5月22日起可获得的以下蛋白序列）：线虫种 (Caenorhabditis briggsae)Q622M5_CAEBR、线虫种 Q61P44_CAEBR、线虫种 Q61R54_CAEBR、 线虫种 Q61V90_CAEBR、线虫种 Q61A94_CAEBR、线虫种 Q60TP4_CAEBR、线虫种 Q60M10_CAEBR、 线虫（Caenorhabditis elegans)GCY37_CAEEL、线虫 GCY31_CAEEL、线虫 GCY36_CAEEL、线虫 GCY32_CAEEL、线虫 GCY35_CAEEL、线虫 GCY34_CAEEL、线虫 GCY33_CAEEL、弓背青鏘（Oryzias curvinotus)Q7T040_0RYCU、弓背青鏘 Q75WF0_0RYCU、青鏘（Oryzias latipes)P79998_ 0RYLA、青鎌 Q7ZSZ5_0RYLA、黑青斑河膝（Tetraodon nigroviridis)Q4SW38_TETNG、黑青 斑河豚 Q4RZ94_TETNG、黑青斑河豚 Q4S6K5_TETNG、红鳍东方飩（Fugu rubripes) Q90VY5_ FUGRU、非洲爪蟾（Xenopus laevis)Q6INK9_XENLA、智人 Q5T8J7_HUMAN、智人 GCYA2_HUMAN、 智人 GCYB2_HUMAN、智人 GCYB1_HUMAN、大猩猩（Gori I la gori I la) Q9N193_9PRM、猩猩 (Pongo pygmaeus)Q5RAN8_P0NPY、黑渥渥（Pan troglodytes) Q9N192_PANTR、称猴（Macaca mulatta)Q9N194_MACMU、白掌长臂猿（Hylobateslar)Q9N191_HYLLA、小鼠 （Mus musculus) Q8BXH3_M0USE、小鼠 GCYB1_M0USE、小鼠 Q3UTI4_M0USE、小鼠 Q3UH83_M0USE、小鼠 Q6XE41_ MOUSE、小鼠 Q80YP4_M0USE、褐鼠 Q80WX7_RAT、褐鼠 Q80WX8_RAT、褐鼠 Q920Q1_RAT、褐鼠 Q54A43_RAT、褐鼠 Q80WY0_RAT、褐鼠 Q80WY4_RAT、褐鼠 Q8CH85_RAT、褐鼠 Q80WY5_RAT、褐 鼠 GCYB1_RAT、褐鼠 Q8CH90_RAT、褐鼠 Q91XJ7_RAT、褐鼠 Q80WX9_RAT、褐鼠 GCYB2_RAT、褐鼠 GCYA2_RAT、家犬（Canis familiaris)Q4ZHR9_CANFA、西藏黄牛（Bos taurus)GCYBl_BOVIN、 野猪（Sus scrofa)Q4ZHR7_PIG、双斑峨（Gryllus bimaculatus)Q59HN5_GRYBI、烟草天 蛾（Manduca sexta)077106_MANSE、烟草天蛾 076340_MANSE、意大利蜂（Apis mellifera) Q5UAF0_APME、意大利蜂Q5FAN0_APME、意大利蜂Q6L5L6_APME、冈比亚疟蚊str PEST (Anophelesgambiae str PEST) Q7PYK9_AN0GA、冈比亚疟蚊 str PEST Q7Q9W6_AN0GA、冈 比亚疟蚊 str PEST Q7QF31_AN0GA、冈比亚疟蚊 str PEST Q7PS01_AN0GA、冈比亚疟蚊 str PEST Q7PFY2_AN0GA、冈比亚疟蚊 Q7KQ93_AN0GA、黑腹果蝇 Q24086_DR0ME、黑腹果蝇 GCYH_ DROME、黑腹果蝇GCY8E_DR0ME、黑腹果蝇GCYDA_DROME、黑腹果蝇GCYDB_DROME、黑腹果蝇 Q9VA09_DR0ME、拟暗果蝇（Drosophila pseudoobscura)Q29CEl_DR0PS、拟暗果蝇 Q296C7_ DROPS、拟暗果蝇 Q296C8_DR0PS、拟暗果蝇 Q29BU7_DR0PS、海蜗牛（Aplysia californica) Q7YWK7_APLCA、马奠海胆 Q95NK5_HEMPU、莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii) Q5YLC2_CHLRE、鱼腥藻 Q8YUQ7_ANASP、黄杆菌 BBFL7 (Flavobacteria bacterium BBFL7) Q26GR8_9BACT、Psychroflexus torquis ATCC700755Q1VQE5_9FLA0、海洋 γ 蛋白菌（marine gamma proteobacterium)HTCC2207QlYPJ5_9GAMM、海洋 γ 蛋白菌 HTCC2207Q1YTK4_9GAMM、 新月柄杆菌 Q9A451_CAUCR、隐藏嗜酸菌（Acidiphilium cryptum) JF_5Q2DG60_ACICY、球形 红细菌 Q3J0U9_RH0S4、Silicibacter pomeroyi Q5LPV1_SILP0、脱氮副球菌（Paracoccus denitrificans)PD1222Q3PC67_PARDE,Silicibacter sp TM1040Q3QNY2_9RH0B,Jannaschia sp Q28ML8_JANSC、Magnetococcus sp MC-1Q3XT27_9PR0T、嗜肺军团菌（Legionella pneumophila)Q5WXP0_LEGPL、嗜肺军团菌 Q5WTZ5_LEGPL、嗜肺军团菌 Q5X268_LEGPA、 嗜肺军团菌Q5X2R2_LEGPA、嗜肺军团菌嗜肺亚种（Legionella pneumophila subsp pneumophi la) Q5ZWM9_LEGPH、嗜肺军团菌嗜肺亚种 Q5ZSQ8_LEGPH、嗜冷细菌（Colwel I ia psychrerythraea) Q47Y43_C0LP3、Pseudoalteromonas atlantica T6c Q3CSZ5_ALTAT、 沙雷氏菌 Q8EF49_SHE0N、Saccharophagus degradans Q21E20_SACD2、Saccharophagus degradans Q21ER7_SACD2、 Vibrio angustum S14Q1ZWE5_9VIBR、创伤弧菌（Vibrio vulnificus) Q8DAE2_VIBVU、溶藻弧菌（Vibrio alginolyticus) 12G01Q1VCP6_VIBAL、弧 菌（Vibrio sp)DAT722Q2FA22_9VIBR、副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus)Q87NJl_ VIBPA、费氏弧菌（Vibrio f ischeri) Q5E1F5_VIBF1、创伤弧菌 Q7MJS8_VIBVY、发光细菌 (Photobacterium sp)SKA：MQ2C6Z5_9GAMM、Hahella chejuensis Q2SFY7_HAHCH、海洋螺 旋菌某种（Oceanospirillum sp)MED92Q2BKV0_9GAMM、海洋杆菌某种（Oceanobacter sp) RED65Q1N035_9GAMM、脱硫脱硫弧菌（Desulfovibrio desulfuricans) Q310U7_DESDG、奥 氏嗜热盐丝菌（Halothermothrix orenii)H 168Q2AIW5_9FIRM、腾冲嗜热厌氧菌 Q8RBX6_ THETN、Caldicellulosiruptor saccharolyticus DSM 8903Q2ZH17_CALSA、丙酮丁醇梭 菌 Q97E73_CL0AB、Alkaliphilus metalliredigenes QYMF Q3C763_9CL0T、破伤风梭菌 (Clostridium tetani)Q899J9_CL0TE 和拜氏梭菌 NCIMB 8052 (Clostridium beijerincki NCMB 8052) Q2WVN0_CL0BE。在分离的H-NOX蛋白的一些实施方式中，所述H-NOX蛋白不是 褐鼠 sGC0 IH-NOX C78S或褐鼠 sGC0 IH-NOX C78E。在分离的H-NOX蛋白的一些实施方式 中，所述H-NOX蛋白在Y-S-R基序中不具有突变，所述基序包括人H-NOX的Tyr 135、Ser 137 和 Arg139。
[0021] -方面，本发明以编码本文所述的任何一种或多种突变H-NOX蛋白的重组核酸为 特征。在特定的实施方式中，所述核酸包括图2-4D或8A-8DD中所示任何核酸的片段或完 整核酸序列。在一些实施方式中，所述核酸编码融合蛋白，该融合蛋白包括H-NOX结构域和 另一蛋白的部分或全部，例如白蛋白（如人血清白蛋白）。在一些实施方式中，所述核酸包 括至少约50、100、150、200、300、400、500、600、700、800或更多个连续的来自H-NOX核酸的 核苷酸，并且与其所衍生的H-NOX核酸相比，含有一个或多个突变（例如，1、2、3、4、5、6、7、 8、9或10个突变）。在多种实施方式中，与其从中衍生的H-NOX核酸相比，突变H-NOX核酸 含有少于下列任一数目的突变：约20、15、12、10、9、8、7、6、5、4、3或2个。本发明也以编码 突变H-NOX蛋白的任何核酸的简并变体（degenerate variant)为特征。
[0022] 而在另一方面，本发明提供了包含任何一种或多种本文所述突变H-NOX核酸的载 体。另一方面，本发明以包含任何一种或多种本文所述突变H-NOX核酸的细胞为特征。一 方面，本发明以包含本文所述的任何载体的细胞为特征。
[0023] 一方面，本发明以产生H-NOX蛋白的方法为特征。该方法包括在适合突变H-NOX蛋 白产生的条件下培养具有编码任何一种或多种本文所述的突变H-NOX蛋白的核酸的细胞。 在一些实施方式中，本发明进一步包括纯化突变H-NOX蛋白的步骤。
[0024] 一方面，本发明以药物组合物为特征，所述药物组合物包括一种或多种H-NOX蛋 白，例如本文所述的任何野生型或突变H-NOX蛋白。在一些实施方式中，药物组合物包括药 学上可接受量的本文所述的H-NOX蛋白和药学上可接受的载体。在一些实施方式中，H-NOX 蛋白的O2解离常数在20°C在约InM和约ImM之间，并且该H-NOX蛋白的NO反应性在20°C 小于约700s4 (例如，在20°C小于约600s'500s'100s'20s<或1.8s4)。在一些实施方 式中，H-NOX蛋白的O 2解离常数在20°C在约20nM到约2 μΜ之间，并且该H-NOX蛋白的对 氧匕"在20°〇在约LOs η到约16. Os 4之间。在一些实施方式中，H-NOX蛋白的O2解离常 数在20°C在约20nM到约2 μΜ之间，并且该H-NOX蛋白的血红素自氧化速率在37°C小于 约Ih'在一些实施方式中，H-NOX蛋白的O2解离常数在20°C在约20nM到约2μΜ之间， 并且该H-NOX蛋白的NO反应性在20°C小于约700s 4 (例如，在20°C小于约600s'500s' 100s-1、20s-1或1.8s- 1)。在一些实施方式中，H-NOX蛋白的对氧、"在20°C在约LOs-1到 约16. Os4之间，并且X蛋白的血红素自氧化速率在37°C小于约Ih'在一些实施方式中， H-NOX蛋白的对氧匕"在20°C在约1.0 s η到约16. Os 4之间，并且该H-NOX蛋白的NO反应 性在 20°C小于约 700s-1 (例如，在 20°C小于约 600s'500s'100s'20s-1 或 L 8s 1。
[0025] 在一些实施方式中，本发明提供了药物组合物，其包含药学上可接受量的H-NOX 蛋白和药学上可接受载体。在一些实施方式中，H-NOX蛋白的02解离常数在血红蛋白的O2 解离常数的2个数量级之内，并且H-NOX蛋白的NO反应性比血红蛋白的NO反应性低至少 10倍。在一些实施方式中，H-NOX蛋白的对氧匕"在20°C在约0. 01到约200s η之间，其中 H-NOX蛋白的NO反应性比血红蛋白的NO反应性低至少10倍。
[0026] 在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白的O2解离常数在智人血红蛋白α 的O2解离常数的2个数量级之内，例如O2解离常数在智人血红蛋白α的O2解离常数的 〇. 1到10倍或〇. 5到2倍之间。在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白的NO反应 性比智人血红蛋白α的NO反应性低至少10倍，例如，比智人血红蛋白α的NO反应性低 至少100倍或1000倍。在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白是野生型蛋白。在 药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白是如本文所述的突变蛋白。在药物组合物的各 种实施方式中，H-NOX蛋白具有至少一个突变，与相应野生型蛋白相比，所述突变改变0 2解 离常数、对氧I^ff、血红素自氧化速率、NO反应性、NO稳定性或前述任何两种或多种。在药 物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白选自野生型腾冲嗜热厌氧菌Η-Ν0Χ、腾冲嗜热厌氧 菌H-NOX I5A、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX I5L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX I5L-P115A、腾冲嗜热厌 氧菌H-NOX W9F、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F-Y140L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F-Y140H、腾 冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F-N74A、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9Y、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9N、 腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9H、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX N74E、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX N74A、 腾冲嗜热厌氧菌H-NOX N74H、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX N74A-Y140H、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX F78Y-Y140F、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX F78Y/Y140L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX P115A、腾冲嗜热 厌氧菌H-NOX R135Q、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y140F、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y40L、腾冲嗜 热厌氧菌H-NOX Y140H、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y140A、腾冲嗜热厌氧菌I75F-His6、腾冲嗜 热厌氧菌I75F、腾冲嗜热厌氧菌L144F-His6、腾冲嗜热厌氧菌L144F、嗜肺军团菌2H-N0X F142Y、野生型嗜肺军团菌1H-N0X、野生型嗜肺军团菌2H-N0X、嗜肺军团菌2F9W-F142Y、野 生型脱硫脱硫弧菌Η-Ν0Χ、脱硫脱硫弧菌H-NOX(728-899)、脱硫脱硫弧菌H-NOX Y139L、 野生型智人 β 1H-N0X、智人 β 1I145Y、智人 β I (1-385)、智人 β I (1-385) I145Y、智人 0 1(1-385)1145!1、智人0 1(1-194)、智人0 1(1-194)1145￥、智人0 1(1-194)1^91-1145￥、 智人 β2(1-217)、智人 β2(1-217)Ι142Υ、智人 βΙΗ-ΝΟΧ H105G、智人 βΙΗ-ΝΟΧ H105F、野 生型褐鼠 βΙΗ-ΝΟΧ、褐鼠 β 1 (1-385)、褐鼠 β 1 (1-385)Ι145Υ、褐鼠 β 1 (1-385)Ι145Η、褐 鼠 β 1(1-194)、褐鼠 β 1(1-194)Ι145Υ、褐鼠 β 1(1-194)L9W-I145Y、褐鼠 β 2(1-217)、褐鼠 β2(1-217)Ι142Υ、褐鼠 β IH-NOX H105G、褐鼠 β IH-NOX H105F、肉毒梭菌 Η-Ν0Χ(1-175)、 肉毒梭菌H-NOX (1-186)、野生型丙酮丁醇梭菌Η-Ν0Χ、丙酮丁醇梭菌H-NOX (1-197)、丙酮丁 醇梭菌Η-Ν0Χ(1-183)、野生型线虫GCY-35H-N0X、线虫H-NOX GCY-35 (1-252)、野生型黑腹 果蝇β 1Η-Ν0Χ、野生型黑腹果蝇CG14885-PA、野生型黑腹果蝇CG14886、野生型黑腹果蝇 CG4154 ;野生型点形念珠藻Η-Ν0Χ、野生型新月柄杆菌Η-Ν0Χ、野生型沙雷氏菌Η-Ν0Χ、野生 型小鼠 Η-Ν0Χ、野生型家犬Η-Ν0Χ、野生型家牛Η-Ν0Χ、野生型褐鼠；野生型非洲爪蟾Η-Ν0Χ、 野生型青鏘Η-Ν0Χ、野生型0. curivatus Η-Ν0Χ、野生型红鳍东方飩Η-Ν0Χ、野生型冈比亚按 蚊Η-Ν0Χ、野生型烟草天蛾H-NOX ;野生型线虫gcy-31、线虫gcy-32、野生型线虫gcy-33、野 生型线虫gcy-34、野生型线虫gcy-35、野生型线虫gcy-36、野生型线虫gcy-37 ;野生型霍乱 弧菌Η-Ν0Χ、野生型费氏弧菌H-NOX和野生型点形念珠藻Η-Ν0Χ。在药物组合物的一些实施 方式中，所述药物组合物包括一种或多种脂质体或纳米颗粒，其包含或封装了 H-NOX蛋白。
[0027] 在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白不是腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y140H。 在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白不是腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y40L、腾冲嗜热 厌氧菌H-NOX F78Y/Y140L、野生型腾冲嗜热厌氧菌H-NOX或嗜肺军团菌2H-N0X F142Y。 在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白不是褐鼠 β2(1-217)、褐鼠 M (1-194)、褐 鼠 β 1 (1-385)或褐鼠 M(1-385)I145Y。在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白 不是腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Y140F或智人β1Η-Ν0Χ(1-385) Ι145Υ。在一些实施方式中，H-NOX蛋白不是腾冲嗜热厌氧菌H-NOX Υ140Η、智人β1Ι140Υ 或智人M Ι145Υ。在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白不是腾冲嗜热厌氧菌 H-NOX Y140F、野生型嗜肺军团菌2Η-Ν0Χ、智人β 1Η-Ν0Χ Ι140Υ、野生型智人βΙΗ-ΝΟΧ、 褐鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ (1-385)、褐鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ (1-385) 1145Υ、褐鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ H105G、 褐鼠 sGC β 1H-N0X H105F、褐鼠 sGC β 1H-N0X 1145Y、野生型褐鼠 β 1H-N0X、野生型黑 腹果蝇β 1Η-Ν0Χ、野生型黑腹果蝇CG14885-PA Η-Ν0Χ、野生型线虫GCY-35H-N0X、野生 型点形念珠藻H-NOX、野生型新月柄杆菌H-NOX、野生型沙雷氏菌H-NOX或野生型丙酮 丁醇梭菌Η-Ν0Χ。在药物组合物的一些实施方式中，H-NOX蛋白不是腾冲嗜热厌氧菌 H-NOX Y40L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX F78Y/Y140L、腾冲嗜热厌氧菌H-NOX W9F、腾冲嗜 热厌氧菌H-NOX Y140F、野生型腾冲嗜热厌氧菌Η-Ν0Χ、嗜肺军团菌2Η-Ν0Χ F142Y、野生 型嗜肺军团菌2Η-Ν0Χ、智人MH-NOX Ι140Υ、智人Β1Ι145Υ、野生型智人ΜΗ-Ν0Χ、褐 鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ (1-385)、褐鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ (1-385) 1145Υ、褐鼠 sGC0 1Η-Ν0Χ H105G、褐 鼠 sGC0