Ацетилхолинэстераза структура

Следует напомнить об известных трудностях идентификации функциональных групп активных центров ферментов по величинам рК, полученным из изучения зависимости скорости реакции от pH. Во-первых, одна и та же группировка в белках разного строения может иметь неодинаковое значение рК из-за влияния соседних групп. Некоторую помощь в этом случае может оказать измерение теплоты диссоциации ионогенных групп, рассчитываемой по измерениям температурной зависимости рК. К сожалению, для холинэстераз эти термодинамические константы достаточно надежно не измерены. Согласно данным Шукудза и Шинода [122], теплоты диссоциации основной группировки ацетилхолинэстеразы эритроцитов и холинэстеразы сыворотки крови человека составляют соответственно 8,5 и 6,5 ккал1моль. Эти величины выше или ниже найденной для диссоциации имидазольной группы гистидина в других белках (6,9—7,5 ккал моль [123]). Если признать, что в обеих холинэсте-разах в качестве основной группировки активного центра выступает имидазол гистидина, то трудно понять столь существенное различие в величинах теплот диссоциации. Во-вторых, даже если измерение активности фермента при разных pH рассматривать в качестве своеобразного титрования функциональных групп активного центра, то полученные результаты нельзя безапелляционно считать отражением прямого участия этих групп в каталитическом акте. Можно представить, что ионы Н и ОН -среды выполняют свою функцию, вызывая не только протонизацию или депротонизацию функциональных групп активного центра, но также и более общую функцию создания и поддержания специфической для каждого фермента третичной структуры. Можно думать, что в создании третичной структуры фермента большую роль играют ионные связи между такими группировками, которые расположены вне активного центра и непосредственно не участвуют в реакции с субстратом. Такие ионогенные группировки при взаимодействии могут сближать друг с другом (или наоборот удалять друг от друга) определенные функциональные группы белка, которые непосредственно участвуют в каталитическом акте. Внешне эта непрямая роль кислотно-основных группировок фермента будет отражаться в форме обычной зависимости кинетических констант (и, V, Кт) от pH, но по существу такая зависимость не дает оснований для решения вопроса, является ли она следствием влияния pH на конформацию белка в районе активного центра или диссоциацию группировки, прямо участвующей в реакции с субстратами. [c.184]

Хорошим примером сложного строения активного центра является также структура центра фермента ацетилхолинэстеразы, ускоряющего гидролиз ацетилхолина. Этот фермент имеет особое значение. Его работа связана с передачей нервного импульса. В тех точках, в которых нервные клетки граничат друг с другом, передача сигнала от одной клетки (нейрона) к соседней зависит от наличия ацетилхолина. Изменение его концентрации, отвечающее нормальной работе связанных нейронов, т. е. передача сигнала, н регулируется ацетилхолинэстеразой. [c.100]

Как видно ИЗ приведенных рисунков, величина оптимума pH не столь типична для различения холинэстераз и ацетилхолинэстераз, как это иногда отмечалось в литературе. Во-первых, ацетилхолинэстеразы разного происхождения различаются в этом отношении между собой. Во-вторых, оптимум pH одного и того же фермента может зависеть от структуры субстрата. Так, например, если [c.180]

С точки зрения биохимической эволюции такая близость свойств фермента, выполняющего у разных животных одну и ту же химическую функцию — каталитическое расщепление ацетилхолина. не является неожиданной. Ацетилхолиновый механизм передачи возбуждения в специализированных нервных структурах, возникший, по-видимому, на самых ранних стадиях эволюции нервной системы, мог закрепиться только благодаря тому, что одновременно вызвал образование высокоэффективного приспособления—ацетилхолинэстеразы для быстрого разрушения медиатора. Без этого приспособления ацетилхолиновый механизм в принципе не мог существовать. Качественная неизменность в эволюции одного из медиаторов нервного возбуждения — ацетилхолина — и служит причиной стабильности фермента, специфически настроенного на разрушение этого медиатора с необходимой скоростью. Поскольку, однако, эволюция функций нервного аппарата была связана с увеличением числа структурных элементов нервной системы и усложнением схем соединения их в общую самонастраивающуюся систему, эволюция ферментного аппарата шла, по-видимому, двумя путями. Первый путь — это увеличение количества и концентрации ацетилхолинэстеразы в проводящих возбуждение структурных элементах для обеспечения достаточной скорости разрушения любых количеств ацетилхолина, которые могут выделиться. Второй путь — более совершенная система пространственного распределения фермента в структуре тканей нервной системы. Гистохимические исследования нервной системы демонстрируют высокоспециализированную локализацию значительных количеств ацетилхолинэстеразы в ограниченных объемах нервной ткани, совершенствующуюся в ходе эволюции [19—21, 109. [c.171]

Большое значение, с физиологической точки зрения, имеет исследование очищенных препаратов ацетилхолинэстеразы нервной ткани млекопитающих животных, у которых ацетилхолиновый механизм передачи возбуждения играет важную роль. Нужно сказать, однако, что выделение и очистка этой ацетилхолинэстеразы представляет наибольшие трудности как вследствие прочной связи фермента со структурой клеток, так и вследствие увеличения нестойкости его по мере очистки. [c.165]

Как следует из полученных данных, значительные изменения в структуре фермента должны происходить при взаимодействии с ионом тетраметиламмония, имеющим большее сходство с ацетилхолином, чем ион тетраэтиламмония. Видно также, что эти изменения в большей мере выражены для холинэстеразы сыворотки крови, чем для ацетилхолинэстеразы эритроцитов. [c.191]

Применение. В обычной и электронной микроскопии в качестве субстрата для выявления ацетилхолинэстеразы [1, 2], Метод основан нй способности ацетилхолинэстеразы катализировать гидролиз тиоуксусной кислоты на уксусную кислоту и сероводород, который в присутствии ионов РЬ + образует черный осадок сульфида свинца, откладывающегося в структурах, обладающих холин-эстеразной активностью. [c.388]

Представление о химических особенностях участка, связывающего ацетилхолин, позволит нам судить о возможном влиянии температуры на сродство ацетилхолинэстеразы к ее субстрату, Прежде всего, поскольку слабые связи, стабилизирующие фермент-субстратный комплекс, чувствительны к температуре, изменения последней могли бы затруднять или облегчать стабилизацию этого комплекса даже при отсутствии каких-либо термически обусловленных изменений в структуре фермента. [c.262]

Болотовский И. Д., Шейке Л. М., Конев С. В. Влияние УФ-света на структуру мембран эритроцитов и каталитические свойства мембранной ацетилхолинэстеразы.— Молекулярная биология, 1976, 10, 1027. [c.271]

Структура, функциональные и некоторые физикохимические свойства ацетилхолинэстеразы [c.50]

В области биохимических исследований динамическое измерение активности ионов Н+, Na+ и К+ в биологических средах может быть использовано при решении ряда задач, таких, как титрование малых количеств белковых растворов, определение активности некоторых ферментов (ацетилхолинэстеразы и др.), изучение ионных процессов в суспензии митохондрий и других внутриклеточных структур. [c.99]

Такая же последовательность аминокислот в окружении реакционноспособных остатков серина была вскоре обнаружена в трипсине, тромбине, эластазе и трипсиноподобном ферменте коконазе, используемом тутовым шелкопрядом для освобождения из кокона [27]. Близкая по химической структуре последовательность, содержащая GIu-Ser-Ala, была обнаружена в ацетилхолинэстеразе. Таким образом, существует семейство сериновых пептидаз и эстераз, для которых характерна общая последовательность аминокислот вокруг реакционноспособного серина и способность ингибироваться диизопропилфторфосфатом [28]. [c.108]

Компенсационный эффект свойствен ферментативным процессам. Так, при гидролитическом расщеплении эт-илового эфира Ы-ацетил-Е-триптофана химотрипсином АР очень мало, а ДЯ и Д5 велики. В сущности, почти все данные, пр 1веденные в последних трех столбцах табл. 6.2, свидетельствуют о компенсации. Связывание ряда ингибиторов ацетилхолинэстеразой также сопровождается компенсацией — ДЯ варьирует в этих процессах от —7 до +2 ккал/моль, а Д5 от —10 до - -20 кал/моль-град [26. Если здесь справедливо предположение об определяющей роли воды, то нужно установить, как влияет на поведение белковых молекул окружающая водная структура. Ламри и Ражендер считают, что связь белка с водой проявляется в изменении объема белковой молекулы в ходе реакции. Как будет показано в 6.5 и 6.7, ферментативная активность зависит от конформационных превращений белка и, тем самым, глобулы могут изменять свой объем. Изменение энергии водно-белковой системы можно представить в виде [c.372]

Классификация, структура, функции и локализация мембранных йвлков. Структурно-функциональная организация мембранного каркаса эритроцитарной клетки. Характеристика основных белков эритроцитарной мембраны спектрина, актина, белка полосы 3, гликофоринов и др. Понятие о векторных ферментах биомембран. Структура, функциональные и некоторые физикохимические свойства интегральных мембранных белков на примере Ма" , К" -АТФазы и ацетилхолинэстеразы. [c.282]

На локализацию в синапсе нарушений, вызывающих это заболевание, указывает, то, что ингибиторы ацетилхолинэстеразы (неостигмин или эдрофоний) приводят к ослаблению симптомов, в то время как наблюдается исключительная чувствительность к кураре. Наблюдаются заметные морфологические изменения в структуре концевой пластинки. Расстояние между пре-п постсинаптической мембранами значительно больше, постсинаптическая мембрана имеет меньше складок, а субсинаптическая поверхность кажется уменьшенной. Пресинаптические изменения проявляются на развитых стадиях заболевания. Синтез, упаковка медиатора в синаптические везикулы и его пресинаптическое высвобождение не затрагиваются. [c.267]

Вопрос о пространственном соответствии структур триметил-аммонийной и 3,3-диметилбутильной группировок о структуре анионного центра холинэстераз нельзя считать вполне ясным. Так, при исследовании субстратной специфически ацетилхолинэстеразы мозга крыс Меротра и Доутерман [178] нашли, что этильный аналог ацетилхолина (XXXIX) [c.236]

Ацетилхолинэстераза из Ele trophorus ele t-ri us 260 ООО 64 ООО 4 D/M Определение С-концевых групп предполагает гибридную структуру из двух а- и двух р-полипептидных цепей. Молекула имеет два активных участка 56 [c.394]

В процессе длительной эволюции могут появляться ферменты с измененной первичной структурой, обеспечивающей функциональную адаптацию катализаторов. Например, ацетилхолинэстеразы Trematomus и, скажем, кефали почти наверное отличаются друг от друга несколькими аминокислотами, и эти различия в первичной структуре, вероятно, лежат в основе наблюдаемых различий в связывании субстрата. [c.279]

Некоторые ферменты, как, например, ацетилхолинэстераза красных кровяных шариков, удерживаются стенками клетки или входят в их специфические структуры так прочно, что выделить их удается лишь с трудом или вообще не удается. Вслед за первыми исследованиями Самнера и Нортропа ряд ферментов был получен в кристаллическом виде, многие из них изучены, и было найдено, что они содержат только один активный центр в молекуле. Другие, напротив, обладают несколькими такими центрами, как, например, гемоглобин (мол. вес 68 000), который, впрочем, не является настоящим ферментом, и ката-лаза (мол. вес. 248 000). Эти образования имеют по четыре таких центра, представляющих собой железопорфирированные группы. В случае гидролитических ферментов никакой посторонней (или простетической) группы не найдено и активные центры должны существовать на поверхности самого белка. При помощи рентгеноструктурного анализа [2—4] установлено, что полипептидная цепь —СНК—СОЫН— свернута в спираль, которая удерживается водородными связями между каждой С = 0-группой и ЫН-группой в той же самой цепи через четыре группы. Спирали располагаются рядом и укладываются так, что образуют глобулярную молекулу, причем их относительное расположение точно зафиксировано в результате физического и.химического взаимодействия между боковыми цепями аминокислот. Ламри и Эйринг [5] назвали такое расположение, обусловленное взаимодействием между спиралями, третичной структурой белка. Можно предположить, что простетические группы и активные центры находятся на поверхности белка, хотя в некоторых случаях результаты влияния гидростатического давления наводят на мысль, что происходит некоторое развертывание белка и при этом обнаруживаются активные [c.314]

Алексидзе (1972) недавно также обнаружил образование новой фракции кислого белка в составе растворимых белков пирамидных нервных клеток гиппокампа при обучении крыс использовать непредпочитаемую лапу для доставания пищи со дна узкой пробирки. В аналогичных условиях выработки поведенческой реакции была показана также активация синтеза специфического для синаптических структур фермента — ацетилхолинэстеразы. [c.23]

Вся структура нервно-мыщечного соединения приспособлена для наиболее быстрой передачи сигналов. Для этого служат миелинизированный двигательный аксон большого диаметра активные зоны в окончании аксона, где синаптические пузырьки в любой момент готовы высвободить ацетилхолин точно напротив постсинаптических рецепторов узкая синаптическая щель лиганд-зависимые каналы постсинаптической мембраны, открывающиеся сразу же после связывания нейромедиатора наконец, ацетилхолинэстераза в синаптической щели, быстро прерывающая передачу. Время задержки в синапсе между пиком пресинаптического потенциала действия и пиком постсинаптического импульса составляет около миллисекунды или меньше. Все больше данных свидетельствует о том. что в быстрых химических синапсах центральной нервной системы тоже, очевидно, используются лиганд-зависимые каналы и что в основе действия этих синапсов лежат те же структурные принципы наличие активных зон, узкая синаптическая щель, локализация рецепторов напротив участков экзоцитоза. Кроме того, быстрая передача сигналов здесь гакже, видимо, опосредуется лишь небольшой группой пейромедиаторов. Однако это обобщение пока еще не вполне достовер- [c.315]

НЫХ реагентов, в том числе с водой, спиртами и аминами, такими, как аминокислоты, гидроксиламин и фе-Нилгидразия (353—371]. Реакции субстратов и нуклеофильных реагентов в различных комбинациях, описанные выше, есть не что иное, как реакции производных карбоновых кислот. В качестве примера можно указать на гидролиз, транспептидацию, реэтерификацию (или алкоголиз), кислородный обмен в кислотах, превращение кислот в фенилгидразиды, гидроксиламинолиз эфиров, аминолиз амидов и др. В большинстве перечисленных примеров в качестве катализатора использовался химотрипсин, хотя в некоторых случаях применялись другие ферменты, такие, как ацетилхолинэстераза или папаин. Нельзя сделать вывод, что каждый гидролитический фермент будет катализировать любую реакцию в равной степени например, папаин катализирует транспептидацию в большей степени, чем химотрипсин [40]. Поскольку специфично(сть различных гидролитических ферментов еще е обсуждалась, было бы интересно затронуть вопрос о влиянии структуры на реакционную способность, которая связана с каталитическим действием. В связи с этим рассмотрим простую трактовку ферментативного катализа, данную Михаэлисом и Мен-теном, которые предложили схему [c.137]

В опытах с перевязкой аксона показано, что везикулы, вакуоли, тубулярные структуры ЭПР транспортируются вдоль по нейрону в прямом и обратном направлениях и без включения внутрь экзогенных маркеров. Это указывает на контейнерный (в форме везикул) путь переноса макромолекул от центра к периферии и, наоборот, без трансформации веществ. Например, пероксидаза, захваченная перикарионом нейрона, попадает в эндосомы и, минуя систему ГЭРЛ, с прямым медленным аксо-током (1,5 мм/сут) переносится в терминали. Другой пример ацетилхолинэстераза, синтезируясь как белок в теле нейрона, мигрирует в терминаль с медленным аксотоком как растворимая форма фермента и с быстрым аксотоком в везикулах. [c.33]

Встречающаяся в эритроцитах, в нервной ткани и в двигательных концевых пластинках ацетилхолинэстераза (аце-тилхолингидролаза, истинная , или специфическая хо-линэстераза, АХЭ) расщепляет преимущественно ацетил-холин—известный нейромедиатор. Этот фермент гидролизует, однако, и эфиры, не столь близко родственные ацетилхолину по своей структуре. Кроме того, особен- [c.193]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология