N omega-hydroxy-L-arginine est un intermédiaire dans la biosynthèse du monoxyde d'azote à partir de L-arginine.

L'authentique N omega-hydroxy-L-arginine a été synthétisé et utilisé pour déterminer s'il s'agit d'un intermédiaire dans la synthèse du monoxyde d'azote (.NO) à partir de L-arginine par la synthase .NO des macrophages. Le Km apparent (6,6 microM) et le Vmax (99 nmol x min-1 x mg-1) observés avec N omega-hydroxy-L-arginine étaient similaires à ceux observés avec L-arginine (Km = 2,3 microM ; Vmax = 54 mumol x min-1 x mg-1). N omega-Hydroxy-D-arginine n'était pas un substrat. Des études avec isotopes stables ont montré que la synthase .NO oxydait exclusivement l'azote hydroxylé de N omega-hydroxy-L-arginine, formant .NO et L-citrulline. Comme avec L-arginine, O2 était la source de l’oxygène uréido dans L-citrulline provenant de N omega-hydroxy-L-arginine. En présence d'excès de N omega-hydroxy-L-arginine, la synthase .NO a généré un métabolite de L-14Carginine qui a cochromatographié avec l'authentique N omega-hydroxy-L-arginine. Le métabolite marqué a exhibé un comportement chromatographique identique dans trois systèmes de solvant et a généré le même produit (L-citrulline) lors de l'hydrolyse alcaline que l'authentique N omega-hydroxy-L-arginine. Des expériences ont alors été menées pour identifier quel cofacteur redox (NADPH ou tétrahydrobioptérine) participait à la synthèse enzymatique de N omega-hydroxy-L-arginine. Les deux cofacteurs étaient nécessaires à la synthèse de .NO à partir de N omega-hydroxy-L-arginine ou de L-arginine. Cependant, avec L-arginine, la synthèse de 1 mol de .NO était couplée à l'oxydation de 1,52 +/- 0,02 mol de NADPH ; tandis qu'avec N omega-hydroxy-L-arginine, seulement 0,53 +/- 0,04 mol de NADPH était oxydé par mol de .NO formé. Ces résultats soutiennent un mécanisme dans lequel N omega-hydroxy-L-arginine est généré comme intermédiaire dans la synthèse de .NO par une hydroxylation dépendante du NADPH de L-arginine.