Холинэстераза

Если холинэстераза иммобилизована с помощью ковалентного связывания, то срок службы биосенсора возрастает Так, датчик, состоящий из рН-электрода с иммобилизованной на поверхности ацетилхолинэсте-разой (путем сшивки глутаровым альдегидом с альбумином), функционирует без изменения характеристик достаточно длительное время. С его помощью определяли паратион и севин на уровне 10 - 10моль/л Продолжигельность анализа 30 мин. Содержание паратиона и севина контролировали по относительному снижению отклика сенсора после внесения в ячейку аликвоты пробы. Заметим, что величина измеиения pH зависит не только от активности фермента, но и от буферной емкости раствора. Поскольку увеличение кислотности происходит лишь на мембране, а в объеме раствора pH остается практически постоянным, обычно применяют высокие (до 0,1 моль/л) концентрации субстрата и ячейки большого (100 мл и выше) объема. Кроме глутарового альдегида для иммобилизации холинэстеразы используют сополимеры акрил- и метакриламида, желатин. В последнем случае стеклянный шарик рН-электрода погружают в 5-10%-й раствор желатина, содержащий фермент, затем высушивают и обрабатывают водным раствором глутарового альдегида. Аналогичные мембраны используют и в датчиках на основе рН-чув-ствительных полевых транзисторов (911. [c.294]

Известно, что ферментативное превращение веществ под действием холинэстераз протекает по следующей схеме [c.289]

Описаны многочисленные конструкции потенциометрических и амперометрических холинэстеразных биосенсоров [84 . В частности, интерес представляст потенциометрическая система на основе двух платиновых электродов. Измеряемой величиной является потенциал одного из элекфодов, который служит анодом В ячейку вносят раствор бутирил-тиохолиниодида (0,002 моль/л) с pH 7,4. При введении в раствор аликвоты пробы, содержащей холинэстеразу, потенциал анода понижается, причем скорость его изменения АЕ/А1 зависит от природы фермента и концентрации фосфорорганических веществ (систокс, паратион, зарин и др.) в растворе. Пределы обнаружения составляют для зарина - 0,0002, систокса - 0,01 и паратиона - 0,18 мкг/мл. Погрешность определений - [c.293]

Рис. 41. Определение в координатах Диксона константы неконкурентного ингибирования гидролиза бутирилхолина, катализируемого холинэстеразой. Концентрации субстрата (а) — МО-3 м- (б) 2,5-10- М (в)-9.1-10-5 М (г) -5-10-5 М

Способ воздействия рассматриваемых веществ на организм человека тот же, что и для нервно паралитических газов, он описан в работе [Rose, 1968] "Нервно-паралитические газы угнетают фермент холинэстеразу, которая используется для разрушения в организме человека одного из химических переносчиков нервного сигнала после выполнения им своих функций. Действие этих газов двойное. Во-первых, теряется контроль над участками нервной системы. Во-вторых, химический переносчик сигналов быстро накапливается в организме человека, а это вещество в больших количествах является ядом. Таким образом, организм человека сначала становится неспособным к самостоятельным движениям, а затем сам себя отравляет". [c.396]

Применение холинэстераз для определения суперэкотоксикантов основано на зависимости скорости реакции К от концентрации субстрата [Л в соответствии с уравнением Михаэлиса-Ментен [c.290]

Эти соединения не столь устойчивы в природных условиях и с течением времени гидролизуются и окисляются. Их действие заключается в блокировании фермента холинэстеразы (разд. [c.323]

Рис. 39. Неконкурентное ингибирование бензоатом 1,2,5-три-метилпиперидола-4 реакции гидролиза бутирилхолина, катализируемой холинэстеразой.

Органические фосфаты табун, зарин и зоман относятся к так называемым нервно-паралитическим ядам, потому что они блокируют фермент холинэстеразу, а значит, и расщепление ацетилхолина (разд. 9.5.3), которое необходимо для переноса нервных импульсов в организме. В результате, помимо прочего, нарушается деятельность сердца и человек через короткое время умирает в судорогах. Во время второй мировой войны немецкие фашисты производили эти вещества и готовились использовать в военных целях. [c.339]

Разработаны несколько вариантов иммунохимического определения с электрохимическим контролем некоторых антигенов. Высокая чувствительность достигнута либо за счет использования каталитических токов выделения водорода на ртутном электроде, либо с помощью биосенсора на основе иммобилизованной холинэстеразы. [c.152]

Нервно-паралитические газы угнетают фермент холинэстеразу, осуществляющую гидролиз медиатора ацетилхолина, который участвует в передаче нервных импульсов как в центральных, так и периферических отделах нервной системы. Возникающее в результате угнетения активности холинэстеразы избыточное накопление ацетилхолина приводит к нарушению передачи нервных импульсов, которое выражается вначале в виде возбуждения, а затем в параличе важнейших физиологических систем. Более подробную информацию можно найти в специальных монографиях, например [Стройков,1978]. - Прим. ред. [c.396]

Холинэстеразы с высокой скоростью гидролизуют холиновые и тиохолиновые эфиры. Возможность аналитического применения холинэстераз обусловлена тем, что их активность в заметной мере зависит от присутствия в растворе токсичных веществ (ингибиторов) [83,84], причем некоторые из них действуют необратимо, а другие - обратимо. К необратимым ингибиторам холинэстераз относятся эфиры фосфорной, фосфо-новой и пирофосфорной кислот, в том числе и фосфорорганические пестициды, многие из которых являются суперэкотоксикангами. Действие этих соединений на холинэстеразы специфично они ковалентно связываются с активным центром фермента и дезактивируют его. Из обратимых ингибиторов интерес представляют ионы ртути, свинца и других тяжелых металлов. Высокая чувствительность холинэстераз к присутствию токсичных веществ обусловливает и область их применения сельское хозяйство, экология, токсикология и др. [c.289]

Таким образом, обязательными компонентами холинэстеразного гидролиза явл5потся субстрат и продукты реакции, по изменению концентрации которых можно судить о скорости реакции и, следовательно, об активности холинэстеразы [c.290]

Особенности ферментативного определения токсикантов с помощью чолинэстераз рассмотрены в обзоре 84 Получают холинэстеразы из различных источников. Они содержатся в нервной ткани большинства животных, в эритроцитах млекопитающих, в яде змей, сьшоротке крови овец и коз. В значительных количествах холинэстеразы содфжатся в плазме крови человека, лошади, собаки, морских свинок, в печени, легких и кишечнике млекопитающих. Промышленный вьшуск препаратов в настоящее время налажен в ряде стран, в том числе и в России (НПО "Биомед в Перми и др ) Некоторые холинэстеразы, например выделенные из сыворотки крови лошади или эритроцитов человека, сохраняют свою активность до 5 лет. [c.290]

Для удобства применения холинэстеразы иммобилизуют в по.шмер-ные пленки или гели. При этом существенно увеличивается устойчивость фермента к влиянию внешних факторов. Так, при иммобилизагщи холинэстеразы в желатиновый гель срок ее хранения составляет 2-3 года, а при непрерьганой работе активность препарата падает на 20% лишь через 10 дней. Наряд) с повьпиением стабильности иммобилизация хо.пинэстераз обеспечивает многократное использование препарата. Заметим, что при определении необратимых ингибиторов, например фосфорорганических пестицидов, повторное использование фермента в каждом случае требует специальных исследований В качестве реактиваторов применяют гидро-ксиламин, оксимы и др [c.290]

Оптимизация определений необратимых ингибиторов холинэстераз-достаточно сложный и трудоемкий процесс. Поэтому при вьшолнении анализа строго соблюдают последовательность операций по подбору фер-мергга, составу реакционной среды, концентрации субстрата и др Эго позволяет снизить пределы обнаружения ингибитора и повь сить то шость определений [c.291]

Определение обратимых ингибиторов холинэстераз менее распространено Тем не менее в настоящее время разработано множество тестов на основе холинэстераз для определения ионов тяжелых металлов и хлорорганических пестицидов [89,90], являющихся обратимыми ингибиторами Интерес представляет способ оценки общей токсичности водопроводной воды, основанный на суммарном эффекте снижения фермета-тивной активности холинэстеразы при введении в систему субстрат-фермент анализируемой пробы. Пределы обнаружения обратимых ингибиторов существенно зависят от природы ингибитора и субстрата. [c.291]

Наряду с холинэстеразой для определения органических токсикантов применяют пероксидазу хрена [86[. Однако, как правило, ее применение основано на иммобилизации в биослой соответствующих устройств, с по- [c.291]

Амперометрические биосенсоры на основе иммобилизованной холинэстеразы представляют собой устройства, позволяющие огфеделять токсичные вещества на более низком уровне, чем в случае потенциометрических датчиков. Можно вьщелить два принципиальных подхода к конструированию амперометрических биосенсоров использование синте-294 [c.294]

Эфиры тиохолина можно использовать и для катодного депгектиро-вания реакций иммобилизованной холинэстеразы В этом случае определение ее активности основано на способности одного из продуктов ги,фО-лиза (бутирилтиохолиниодида) вступать в электрохимическую реакцию с материалом электрода - ртутью [c.295]

Образующийся меркаптид ртути восстанавливается в боратных буферных растворах при -0,55 В, что проявляется на вольтамперограммах в виде острого пика Чувствительность сигнала к изменению концентрации тиола достаточно высока, поскольку в этом случае по существу используется принцип инверсионной вольтамперометрии. Применение электронакоиления одного из продуктов ферментативной реакции позволяет значительно снизить нижнюю границу определяемых концентраций ингибиторов холинэстераз В некоторых случаях эта величина на несколько порядков меньше, чем в других электрохимических методах. [c.295]

За ходом иммунохимической реакции образования комплексов АТ-пестицид можно следить также с помо1цью амперометрического биосенсора на основе иммобилизованной холинэстеразы При этом возможно определение до К) моль/л 2,4-Д кислоты (Ш]. Аналитическим сигналом служит пик на вольтамперофамме при -0,55 В. Его величина зависит не только от активности иммобилизованной на электроде холинэстеразы, но и от содержания пестицида, поскольку молекулы последнего связываются с иммобилизованными в пленку нитроцеллюлозы антителами и [c.303]

Влияние Э-изомера бензоата 1,2,5-триметилпиперидола-4 на кинетику гидролиза бутирилхолина, катализируемого холинэстеразой. Условия опыта pH 7,4 25° С фосфатный буфер (0,001М) [c.92]

Зависимость начальной скорости гидролиза дихлориндофенилацетата, катализируемого холинэстеразой, от концентрации субстрата и значения максимальной скорости реакции, рассчитанные с помощью уравнения (5.44) при условии А т(иаж)/ т = 0,023 усл. ед.- М сек. Условия опыта pH 8,0 [c.99]

Рис. 40. Определение константы неконкурентного ингибирования гидролиза бутирилхолина, катализируемого холинэстеразой

Ацетилхолин и его гидрохлорид влияют на химические процессы, протекающие в нервной системе (при переносе нервных импульсов). Они существенно влияют на кровяное давление. Фермент холинэстераза расщепляет их с образованием холина [(СНз)з0N H2 H2OH ОН], который встречается в организме человека как составная часть сложных липидов. Ацетилхолин, как и холин, относится к четвертичным аммониевым основаниям. [c.311]

Выполнив свою роль передатчика нервного возбуждения, аце-тилхолин с помощью фермента холинэстеразы тут же гидролизуется ДО холина и уксусной кислоты, таким образом, нерв оказывается готовым для передачи нового импульса. [c.238]

У простых ферментов активные центры образуются за счет своеобразного расположения аминокислотных остатков в структуре белковой молекулы. К таким аминокислотным остаткам следует отнести 5Н-группы цистеина ОН-группы серина — МН-группы кольца имидазола в гистидине, а также некоторое значение придается карбоксильным группам аспарагиновой и глутаминовой аминокислот, индольной группе триптофана и др. Хотя вопрос о природе и механизме действия активных центров представляет большой интерес, но, к сожалению, наши сведения об этом являются пока ограниченными. Выяснено, что количество активных центров в ферментах, как правило, очень ограничено так, например, большинство ферментов имеют от 1 (трипсин, химотрипсин, карбокси-полипептидаза и др.) до 3—4 (уреаза) активных центров, и только отдельные ферменты содержат их в больших количествах (от 20 до 100 содержится в холинэстеразе и др.). [c.106]

Образотание МЭ из кокаина [12] идет под действием холинэстера-аы, присутствующей в плазме крови, в печени и поджелудочной железе, ио ие найденной в моче человека. МЭ не накапливается в крови, а непрерывно выводится в мочу, где может быть обнаружен. БЭ образуется из кокаина в процессе химического гидролиза при физиологических значениях pH 7,4. МЭ превращается в экгонин по этому же механизму. В отличие от МЭ БЭ ие образуется и не деградирует под действием холинэстеразы плазмы. [c.86]

Основы неорганической химии для студентов нехимических специальностей (1989) -- [ c.171 ]

Химия природных соединений (1960) -- [ c.470 ]

Биологическая химия Изд.3 (1998) -- [ c.124 , c.579 , c.639 ]

Органическая химия Том2 (2004) -- [ c.360 ]

Органическая химия (1963) -- [ c.349 ]

Аффинная хроматография (1980) -- [ c.299 ]

Новые методы анализа аминокислот, пептидов и белков (1974) -- [ c.371 ]

Биотехнология (1988) -- [ c.171 ]

Биологическая химия Издание 3 (1960) -- [ c.411 ]

Биологическая химия Издание 4 (1965) -- [ c.164 , c.435 , c.436 ]

Органическая химия Издание 3 (1977) -- [ c.261 , c.308 ]

Химия травляющих веществ Том 2 (1973) -- [ c.0 ]

Химия органических лекарственных препаратов (1949) -- [ c.334 ]

Методы химии белков (1965) -- [ c.226 ]

Инсектициды в сельском хозяйстве (1974) -- [ c.38 ]

Основы химической защиты растений (1960) -- [ c.96 ]

Анализ ядохимикатов (1978) -- [ c.104 ]

Токсичные эфиры кислот фосфора (1964) -- [ c.0 ]

Курс органической и биологической химии (1952) -- [ c.341 ]

Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) -- [ c.0 ]

Белки Том 1 (1956) -- [ c.66 ]

Начала органической химии Книга 2 (1970) -- [ c.721 , c.773 ]

Химия органических лекарственных веществ (1953) -- [ c.415 , c.442 ]

Агрохимикаты в окружающей среде (1979) -- [ c.204 , c.207 ]

Биология Том3 Изд3 (2004) -- [ c.288 ]

Общая химия Биофизическая химия изд 4 (2003) -- [ c.273 ]

Биохимия Издание 2 (1962) -- [ c.175 , c.180 , c.567 , c.568 ]

Ферменты Т.3 (1982) -- [ c.3 , c.8 ]

Биотехнология - принципы и применение (1988) -- [ c.171 ]

Биологические мембраны Структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами (2000) -- [ c.50 , c.51 ]

Электрофорез в разделении биологических макромолекул (1982) -- [ c.296 ]

Методы органического анализа (1986) -- [ c.424 ]

Биосенсоры основы и приложения (1991) -- [ c.470 ]

Биологическая химия (2004) -- [ c.79 , c.170 ]

Органический анализ (1981) -- [ c.388 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология