La produzione di NO a livello endoteliale dipende dal livello di espressione genica della eNOS e dalla sua attività enzimatica. La regolazione dall'attività della eNOS, oltre ad essere controllata dai livelli intracellulari di calcio, è un processo che coinvolge diverse componenti: interazioni con gli acidi grassi, localizzazione in specifiche regioni subcellulari definite caveole, disponibilità di substrati (arginina) e di cofattori (in particolare tetraidrobiopterina), e fosforilazione di due particolari residui aminoacidici.La eNOS è modificata da due tipi di interazioni con gli acidi grassi: miristilazione e palmitilazione (Huang, 2003). La prima consiste nel legame dell'acido miristico ad un residuo di glicina di una specifica regione consenso, che permette il legame dell'enzima alla membrana; nella palmitilazione due residui di cisteina vengono legati a molecole di acido palmitico: anche questo processo è importante per la localizzazione della eNOS nelle caveole. Studi compiuti su forme di eNOS mutate in questi siti evidenziano un'attività enzimatica identica al genotipo non mutato in vitro, ma marcatamente ridotta in vivo (Pollock et al., 1992;Garcia-Cardena et al., 1996).La localizzazione nelle caveole è regolata anche da due proteine, la Heat Shock Protein 90 (hsp90) e la caveolina (Huang, 2003). La caveolina, la maggiore proteina strutturale delle caveole, si lega alla eNOS e la inibisce, mentre il rilascio della eNOS dalla caveolina favorisce la produzione di NO (Feron et al., 1998); l'hsp90, molecola coinvolta nella trasduzione del segnale e nella conformazione proteica, si lega alla eNOS, ne favorisce il reclutamento nelle caveole e la attiva (Garcia-Cardena et al., 1997).L'attività della eNOS è regolata anche dalla fosforilazione di alcuni residui di serina e treonina. La fosforilazione di eNOS in Ser 1179 da parte della chinasi Akt attiva l'enzima e lo rende meno dipendente dai livelli di calcio intracellulare (Dimmeler et al., 1999;Fulton et al., 1999). La fosforilazione in Thr 497 da parte della PKC, al contrario, inattiva la eNOS (Harris et al., 2001). Inoltre, la defosforilazione in Thr 497 è coordinata con la fosforilazione in Ser 1179, e viceversa, per azione di specifiche fosfatasi (Michell et al., 2001). La fosforilazione di eNOS in Ser 1179 è un punto chiave nella risposta delle cellule endoteliali e degli altri elementi vascolari che esprimono la NOS a diversi stimoli, inclusi fattori di crescita come il VEGF, l'IGF-1 e l'insulina (Montagnani et al., 2001). E' mediata dalla fosforilazione in Ser 1179 anche l'attivazione della eNOS da parte degli estrogeni e degli inibitori dell'HMG-CoA, le statine (Brouet et al. 2001;Hisamoto et al., 2001).