Ацетилхолинэстераза механизм действия

Рис. 5. Механизм действия ацетилхолинэстеразы

Рис. 37.12. Механизм каталитического действия ацетилхолинэстеразы.

По механизму действия ацетилхолинэстераза сходна с химотрипсином. Ацетилхолин взаимодействует со специфическим остатком серина в активном центре ацетилхолин-эстеразы с образованием в качестве промежуточного продукта ковалентно связанного ацетил—фермента, а холин высвобождается. Ацетил—фермент далее вступает во взаимодействие с молекулой воды, что приводит к образованию ацетата и регенерированного свободного фермента (рис. 37.12). [c.334]

Конкурентные вигибиторы, как правило, имеют структурное сходство с субстратами и поэтому пшроко используются при исследовании механизма действия различных ферментов. Классическим примером конкурентного торможения служит ингибирование сукцинатдегидрогеназы малонатом и другими дакарбоновыми кислотами. В этом отношении детально проанализировано. влияние различных ингибиторов иа ацетилхолинэстеразу. ------- — [c.130]

В зависимости от свойств фермента механизм действия гистидин-сериновой пары в активных центрах гидролаз может изменяться довольно сильно. Интересна в этом отношении ацетилхолинэстераза (КФ 3.1.1.7), в активном центре которой при катализе осуществляется обратимый перенос заряда с участием фенольной группы тирозина. [c.164]

Вопрос о различии в строении ацетилхолинэстераз теплокровных и насекомых не решен окончательно. Высокоактивные фосфорорганические инсектициды, обладающие избирательным действием на насекомых, могут быть тем инструментом, с помощью которого можно различить тонкости в строении активной поверхности холинэстераз насекомых. Поэтому изучение механизма действия активных инсектицидов, особенно соединений, обладающих иа- [c.344]

Ацетилхолин является медиатором при передаче нервного импульса. В ответ на выделение ацетилхолина окончанием нервного волокна следует реакция возбуждения нервной клетки. После передачи нервного импульса ацетилхолин разрушается ферментом, который гидролизует 1—2 мкг ацетилхолина за 0,1—0,2 мс. Существует два типа таких ферментов ацетилхолинэстеразы и холинэстеразы. Первые ранее назывались истинными холинэстеразами, вторые — псевдохолинэстеразами, или ложными холинэстеразами, но эти названия менее удачны, чем настоящие. Ацетилхолинэстераза встречается преимущественно в нервной ткани и эритроцитах большинства видов животных, холинэстераза преобладает в плазме крови животных. Эти ферменты относятся к простым белкам. Механизм действия ацетилхолинэстеразы подробно исследован. Ведущую роль в каталической активности ацетилхолинэстеразы, как и иных эстераз, играет гистидин—сериновая пара, а также радикалы дикарбоновых кислот и тирозина. [c.140]

Механизм действия всех этих препаратов одинаков и заключается в фосфорилировании ацетилхолинэстеразы и блокировании гидролиза ацетилхолина. Некоторые из этих препаратов приведены ниже [c.143]

Механизм действия карбаматов аналогичен действию фосфорсодержащих соединений. Они также взаимодействуют с ацетилхолинэстеразой и блокируют гидролиз ацетилхолина. Недостатком карбаматов является их медленное разложение (2 года). [c.144]

Механизм действия И. Большинство применяемых И. действует на нервную систему насекомых. И. из групп фосфорорг. соед. и карбаматов ингибируют фермент ацетилхолинэстеразу (АХЭ) (соотв. путем фосфорилирования или карбамоилирования), и последний теряет способность гидро- [c.241]

Суммируя, можно сказать, что нет прямых данных, свидетельствующих о том, что эстераза, уровень которой повышается под действием алдрина, относится к А-типу. Однако имеющиеся косвенные доказательства позволяют создать стройную гипотезу. Если этот фермент не является А-эстеразой, то во всяком случае он способен фосфорилироваться и поэтому может конкурировать с более жизненно важным ферментом (например, ацетилхолинэстеразой эритроцитов) за взаимодействие с параоксоном. Такая альтернатива очень мало вероятна, так как трудно представить себе, как с помощью этого механизма простое повышение активности фермента на 30 % может предупредить гибель от семикратного увеличения дозы параоксона. [c.245]

Из нескольких обсуждавшихся механизмов каталитического действия ацетилхолинэстеразы наиболее вероятным сейчас считают следующий [8]. Гистидин-сериновая пара осуществляет образование ацетилированного фермента по серину, однако механизм присоединения во- [c.164]

Механизм, предложенный для объяснения каталитического действия ацетилхолинэстеразы, сходен с механизмом, который обсуждался выше. Принимается, что группа или группы ОН (схема (85)], которые содержат нуклеофильную (возможно, имидазол) и электрофиль- ную (возможно, аммонийный ион) группы, реагируют с эфирной группой при карбонильном атоме углеро- да, давая тетраэдрическое промежуточное соединение I [c.166]

Наиболее подробно изученная протеиназа, химотрипсин, существует в нескольких слегка различающихся формах, которые образуются в результате расщепления определенных пептидных связей в молекуле хи-мотрипсиногена. Последняя представляет собой единую полипептидную цепь, построенную из 245 аминокислот аминокислоты в активном ферменте обычно нумеруются в соответствии с их положением в исходном зимогсне. Важную роль в выяснении механизма действия химотрипсина сыграли данные, полученные при изучении ацетилхолинэстеразы. Было показано, что этот ключевой фермент нервной системы необратимо инактивируется группой сильных фосфорсодержащих ядов, используемых как инсектициды и как отравляющие газы нервно-паралитического действия. [c.107]

Отличие механизма действия диметилкарбамилфторида от действия фосфорсодержащих ингибиторов состоит в том, что образующееся диметилкарбамильное производное фермента с измеримой скоростью гидролизуется, в то время как фосфорильные производные в водной среде практически не гидролизуются. Вследствие этого активность ацетилхолинэстеразы, ингибированной диметилкарбамилфторидом, постепенно восстанавливается, и, следовательно, такой ингибитор может рассматриваться как своеобразный субстрат. [c.172]

Решающим научным фактом, определившим на многие годы (вплоть до настоящего времени) основное направление изучения механизма действия ФОС, было установление того, что причиной их физиологической активности является ингибирование ацетилхолинэстеразы нервной системы. Честь этого открытия принадлежит выдающемуся советскому физиологу А. Г. Гинецинскому [141]. [c.203]

Ариловые эфиры N-метилкарбаминовой кислоты — высокоактив ные инсектициды контактного и кишечного действия, обладающи широким спектром действия. Механизм действия этих веществ на на секомых и животных заключается в ингибировании активности фер мента ацетилхолинэстеразы в нервных тканях [c.186]

Заканчивая рассмотрение механизма действия ферментативных ЦПС, необходимо подчеркнуть, что они не являются ни цепями передачи протона, ни простыми аналогами систем сопряженных связей, ни прежними полупроводниковыми моделями ферментативной активности. ЦПС — это прототропная система, функционирующая путем альтернирующего изменения кратности связей (на 1), достигаемого за счет присоединения и отщепления протонов у ее концов (или в цикле). При этом протоны не переносятся по цепи, а лишь смещаются на доли длины межатомных связей при гетеролитическом разрыве и возникновении связей атомов водорода. Вместе с тем альтернирующее изменение кратности связей в ЦПС имеет мало общего с изменениями в системах сопряженных связей, поскольку ЦПС могут быть построены только с участием а-связей и разрывов (рибонуклеаза, ацетилхолинэстераза и т. п.), либо включать в себя перемещение единственной двойной связи (а-химотрипсин, каталаза и т. п.) или подключать часть системы сопряженных связей (как в некоторых пиридоксалевых ферментах). При этом характерное для системы сопряженных связей перераспределение гс-электронов не играет особой роли и не является решающим для построения ЦПС. Образование и распад активного комплекса при переносе заряда в ЦПС определяется присоединением и отщеплением протонов на концах открытых цепей или в циклах ЦПС, а не выигрышем энергии резонанса, как это иногда отмечают для системы сопряженных связей. При окислительно-восстановитель-ных реакциях в ЦПС часто происходит перенос и Н . [c.266]

Действие пестицидов. К сожалению, точный биохимический механизм действия инсектицида не всегда известен. Однако известно, что инсектициды, принадлежащие к классу фосфорорга-нических соединений (малатион, паратион и др.), убивают насекомых, связываясь с ферментом ацетилхолинэстеразой (A hE), участвующей в синаптической передаче импульсов. Когда инсектицид отравляет этот фермент, последний перестает выполнять свою обычную функцию — расщеплять ацетилхолин на холин и уксусную кислоту. В результате при раздражении двигательного нерва возникают множественные мышечные сокращения, при этом сжигаются все резервные вещества организма п, в конце концов, животное гибнет [c.145]

Нейроны характеризуются необыкновенно высоким уровнем обмена веществ, значительная часть которого направлена на обеспечение работы натриевого насоса в мембранах и поддержание состояния возбуждения. Химические основы передачи нервного импульса по аксону уже обсуждались в гл. 5, разд. Б, 3. Последовательное раскрытие сначала натриевых и затем калиевых каналов можно считать твердо установленным. Менее ясным остается вопрос, сопряжено ли изменение ионной проницаемости, необходимое для распространения потенциала действия, с какими-либо особыми ферментативными процессами. Нахманзон указывает, что ацетилхолинэстераза присутствует в высокой концентрации на всем протяжении мембраны нейрона, а не только в синапсах [38, 39]. Он предполагает, что увеличение проницаемости к ионам натрия обусловлено кооперативным связыванием нескольких молекул ацетилхолина с мембранными рецепторами, которые либо сами составляют натриевые каналы, либо регулируют степень их открытия. При этом ацетилхолин высвобождается из участков накопления, расположенных на мембране, в результате деполяризации. Собственно, последовательность событий должна быть такова, что изменение электрического поля в мембране индуцирует изменение конформации белков, а это уже приводит к высвобождению ацетилхолина. Под действием аце-тилхолинэстеразы последний быстро распадается, и проницаемость мембраны для ионов натрия возвращается к исходному уровню. В целом приведенное описание отличается от описанной ранее схемы синаптической передачи только в одном отношении в нейронах ацетилхолин накапливается в связанной с белками форме, тогда как в синапсах — в специальных пузырьках. Существует мнение, что работа калиевых каналов регулируется ионами кальция. Чувствительный к изменению электрического поля Са-связывающий белок высвобождает Са +, который в свою очередь активирует каналы для К" , последнее происходит с некоторым запозданием относительно времени открытия натриевых каналов, что обусловлено различием в константах скоростей этих двух процессов [123]. Закрытие калиевых каналов обеспечивается энергией гидролиза АТР. Имеются и другие предположения о механизмах нервной проводимости [124]. Некоторые из них исходят из того, что нервная проводимость целиком обеспечивается работой натриевого насоса. [c.349]

В настоящее время используется более 200 органических инсектицидов, предназначенных для того, чтобы уничтожать насекомых, ие нанося существенного вреда людям и живот-ным . Действие многих из этих соединений состоит в ингибировании дыхания клеток другие разобщают синтез АТР и перенос электронов. Хлорированные углеводороды, такие, как ДДТ, действуют на нервную систему, причем механизм этого действия до сих пор еще не установлен. Один из крупнейших классов органических инсектицидов действует на специфический фермент нервной системы — ацетилхолинэстеразу. Нейромедиатор ацетилхолин выделяется из нервных окончаний в области многих синапсов (гл. 16). Ацетилхолин (обладающий большой токсичностью, когда он находится в избыточных количествах) должен быстро разрушаться, в противном случае синапс не будет готов к передаче следующего импульса [c.104]

Важная роль мембран в синапсах обусловлена их непосредственным участием в основных процессах деятельности нейрона в возбуждении и торможении. Это проявляется в биоэлектрической активности мембран в поляризации, деполяризации и гиперполяризации. В мембранные процессы вовлекаются медиаторы и ферменты, которыми регулируется уровень медиаторов. Характер взаимосвязи этих факторов иллюстрируют исследования, проведенные в нашей лаборатории Кометиани (1970, 1971). Он изучил взаимосвязь действия ацетилхолинэстеразы и Na" , К -АТФазы — двух ферментных систем, обусловливающих генерацию биопотенциалов, и пришел к заключению, что механизм активного транспорта, который связан с работой Na" , К+-АТФазы, и деполяризацию, обусловленную действием ацетилхолина, нужно рассматривать как части единого механизма генерации биопотенциала. Связь между ними осуществляется с помощью ионов. Импульсация, вызванная возбуждением, освобождает ацетилхолин. Последний тормозит Na , К+-АТФазу, в результате чего прекращается активный транспорт и клетка деполяризуется. В это время на арену выступает ацетилхолинэстераза, которая быстро разрушает ацетилхолин, благодаря чему создаются условия для стимулирования Na+, К+-АТФазы, и поляризация клетки восстанавливается. Интересно отметить, что максимум торможения Na+, К+-АТФазы аце-тилхолином наблюдается тогда, когда активность Na" , К -АТФазы наибольшая. [c.14]

Такие различия в ответной реакции двух мембранных белков на воздействие физико-химических факторов (УФ-излучение, действие фосфолипаз) связаны с различиями в их локализации на мембране, в расположении их активных центров, в характере взаимодействия с ближайшими липидными молекулами и их химическим строением. Однако экспериментальные данные, касаюш иеся возможности модуляции фоточувствительности мембранных ферментов, — Na" ", К+-АТФазы и ацетилхолинэстеразы, возможно, взаиморегулируемых субстратами их реакций, свидетельствуют в пользу представлений об обп] ности основных регуляторных механизмов функционирования для многих векторных ферментов биомембран. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология