О механизме действия холинэстераз

Рис. 13. Схема механизма действия холинэстераз

О механизме действия холинэстераз [c.237]

В. А. Яковлев, детально изучавший механизм действия холинэстераз, считает доказанным, что в состав активного центра входит серии, гидроксил которого принимает в катализе непосредственное участие. Гидроксил должен быть специфически активирован. Активация предположительно достигается его взаимодействием с группой гистидина белка. Вторая часть каталитически активного участка фермента представляет собой анионную группировку, несущую единичный отрицательный заряд. [c.124]

С точки зрения механизма действия холинэстераз представляет интерес сопоставление химического строения субстратов и величин констант Михаэлиса. Для этого, разумеется, необходимо вести измерение Кт при одних и тех же условиях. [c.159]

С ингибированием ферментов связан механизм действия многих токсинов и ядов на организм. Известно, что при отравлениях солями сенильной кислоты смерть наступает вследствие полного торможения и выключения дыхательных ферментов (цитохромная система) тканей, особенно клеток мозга. Токсическое влияние на организм человека и животных некоторых инсектицидов обусловлено торможением активности холинэстеразы — фермента, играющего ключевую роль в деятельности нервной системы. [c.148]

Из результатов исследования рН-зависимости действия холинэстераз следует, что активность ферментов связана с функциями группировки, рк которой составляет 8,5—10. К таким группировкам может быть отнесен гидроксил тирозина (см. стр. 112). Однако каких-либо прямых доказательств участия гидроксила тирозина (как впрочем и имидазола гистидина) в каталитическом действии холинэстераз нет. Вместе с тем не подлежит сомнению тот факт, что в образовании фермент-субстратного-комплекса ацетилхолин — холинэстераза участвуют в качестве обязательных не менее трех связей. Поэтому во всех современных схемах механизма действия холинэстераз фигурируют гидроксил серина, связанный с имидазолом гистидина,— в качестве постулированной Уилсоном нуклеофильной группировки эстеразного центра ионизированная карбоксильная группа — в качестве анионного центра в некоторых схемах гидроксил тирозина — в качестве кислотной группы эстеразного центра [16, 18, 141, 156]. [c.238]

В литературе приведено большое количество экспериментально измеренных величин констант Михаэлиса для различных по химическому строению субстратов и холинэстераз различных тканей. Однако в основном это разрозненные данные, полученные часто при несопоставимых условиях реакций, что затрудняет их анализ применительно к исследованию механизма действия холинэстераз. [c.157]

Выше мы рассмотрели результаты применения методов ферментной кинетики, а также некоторых других методов к анализу реакций, катализируемых холинэстеразами, и реакций этих ферментов с ингибиторами. Представляется полезным суммировать изложенные выше выводы и обсудить наиболее вероятный механизм каталитического действия данных ферментов, хотя многие вопросы механизма действия холинэстераз сейчас еще окончательно не решены. [c.237]

Знания о механизме торможения холинэстераз при действии ФОС можно в известной степени использовать и для понимания взаимодействия лекарственных веществ с холинорецептором. Конечно, в строении рецептора и эстеразы должны быть существенные раз.личия. Но поскольку оба они реагируют с одним и тем же субстратом — ацетилхолином, постольку [c.421]

Таким образом, при рассмотрении механизма действия холинэстераз необходимо иметь в виду, что молекула субстрата при приближении к активной поверхности фермента индуцирует такие изменения конформации белка, которые способствуют максимальному сближению реагирующих группировок. При этом происходит и обратное воздействие силового поля активного центра на молекулу субстрата, в которой в свою очередь наблюдаются конформацион-ные переходы в направлении, усиливающем контакт субстрата с группировками активного центра фермента. [c.239]

Все это свидетельствует о необходимости дальнейших исследований механизма действия холинэстераз, которые позволят уточнить эту схему. [c.242]

Результаты исследования влияния pH на кинетику действия холинэстераз послужили основанием для формулирования первых схем механизма действия этих ферментов с участием имидазола гистидина. В ходе дальнейших исследований эти схемы уточнялись и совершенствовались. [c.183]

На этом основании было высказано предположение, что одним из факторов, определяющих взаимодействие фермента с субстратом при образовании комплекса Михаэлиса, служит ионная реакция между катионным центром ацетилхолина и анионным центром на активной поверхности фермента. Такое взаимодействие должно быть первичным в реакции фермента с субстратом, поскольку ионные силы проявляются на большем расстоянии, чем другие виды химических взаимодействий. Образованию ионной связи приписывали лишь якорную функцию, в результате реализации которой молекула субстрата ориентируется на поверхности фермента, чем значительно облегчается образование других необходимых химических связей (уже ближнего действия) с группировками активного центра фермента. В связи с этим исследованию кинетики и механизма ингибирования холинэстераз ионами тетраалкиламмония было уделено особое внимание. Задача этих исследований — изучение особенностей строения и роли анионного центра холинэстераз в каталитическом действии указанных ферментов. [c.185]

При анализе зависимости антихолинэстеразных свойств фосфорорганических соединений от их химической структуры были приняты во внимание следующие соображения. Анализ показателей, характеризующих кинетику ферментативного гидролиза ацетилхолина, давал повод думать о том, что механизм действия исследуемых препаратов па холинэстеразу сводится к фосфорилированию последней. [c.443]

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]

Механизм действия карбаматов на членистоногих заключается в блокирующем действии на функции нер-вно-мышечной системы. Они ингибируют действие фермента холинэстеразы, подавляя катализируемый этим ферментом гидролиз ацетилхолина. Происходит накопление ацетилхолина и нарушение нормального про.хож-дения нервных импульсов к мышечным системам. Они становятся частыми, самопроизвольными, возникают судороги, паралич и гибель насекомых. [c.70]

V. МЕХАНИЗМ ГИДРОЛИЗА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ХОЛИНЭСТЕРАЗ [c.297]

Очевидно, что выяснение природы необратимой связи фермент — фосфат приобретает огромное значение для понимания механизма гидролитического действия холинэстераз. [c.300]

Механизм действия карбаматов заключается, по-видимому, в их воздействии на нервную систему путем ингибирования холинэстеразы и подавления катализируемого этим ферментом гидролиза ацетилхолина. В результате это приводит к нарушению нормальных функций нервно-мышечной системы, параличу с летальным исходом. [c.157]

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о сугцественной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторы представлены белками в комплексе с другими молекулами, в частности с сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на фермент аденилатцикла-зу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участием АТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободный холестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды. [c.259]

Карбаматы по механизму действия отличаются от хлорсодержащих инсектицидов и акарицидов, поэтому их можно использовать для уничтожения популяций вредителей, приобретших устойчивость к этому классу химических соединений. С другой стороны, механизм действия некоторых из них сходен с механизмом действия фосфорорганических соединений (подавление холинэстеразы) и во многих случаях вредители, приобретшие устойчивость к фосфорорганическим соединениям, оказываются устойчивыми и к карбаматам. Например, раса паутинного клеща, устойчивая к метилмеркаптофосу, стала устойчива и к карбамату-мезуролу. [c.58]

Наиболее изучен механизм действия фосфорорганических инсектицидов, поэтому необходимость сродства молекул яда и рецептора можно показать на их примере. Все фосфорорганические соединения должны имитировать эфирную часть ацетилхолина и содержать функциональную группу, способную сорбироваться на анионном центре холинэстеразы. В противном случае токсичность их для насекомых будет невелика. [c.30]

Современные данные о механизме действия холинэстераз были получены в результате исследований многочисленных научных работников разных стран. Однако только часть этих исследований цитирована в книге, поскольку автор настоящей монографии не задавался целью посвятить ее холинэстеразам, а стремился на примерах изучения последних оценить лишь основные пути применения кинетических методов. Справедливо упомянуть имена исследователей, которые внесли, пожалуй, наибольший вклад в создание современных представлений о строении и механизме действия холинэстераз. По-видимому, пионерами этого направления следует считать Нахманзона, Уилсона и Бергманна далее следует упомянуть Уитеккера, Августинссона, Берри, Коэна, Олдриджа и Дейвиса. Разумеется, эти имена не исчерпывают и малой доли общего числа ученых, чей вклад в форме многих или немногих экспериментов, а иногда и теоретических высказываний по актуальным вопросам помог созданию современных представлений о хо-линэстеразах. [c.237]

В районе активного центра холинэстеразы по соседству с серином обнаружена дикарбоновая аминокислота — глутаминовая кислота (установлена также последовательность 9—10 других аминокислот). Этим, пожалуй, и исчерпываются главные факты, имеющие прямое отношение к обсуждаемому вопросу. Далее идут факты, интерпретация которых, с точки зрения механизма действия. холинэстераз, не всегда вполне ясна. [c.238]

В 1953 году Ормерод [5] исследовал гидролиз различных замещенных бензоилхолина, катализируемый холинэстеразой. Было найдено, что значение максимальной скорости гидролиза коррелирует с константой Гаммета а для заместителей в бензольном ядре (т. е. со способностью заместителя оттягивать электроны). Из этого наблюдения был сделан вывод, что уменьшение электронной плотности на атоме углерода эфирной группировки облегчает гидролитический распад субстрата. Отсюда Ормерод постулировал электрофильное воздействие фермента на атом кислорода карбонильной группы субстрата, облегчающее нуклеофильную атаку на атом углерода. Это исследование было проведено, исходя из наивной гипотезы, что максимальная скорость определяется лишь реакцией разрыва эфирной С—О-связи, но сейчас не составляет труда рассмотреть полученные результаты с позиции более поздней и более детальной теории механизма действия холинэстеразы [6]. Уилсон очень изящно использовал тот же принцип применительно к ингибиторам холинэстеразы, а не к ее субстратам, для выявления элек- [c.193]

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]

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]

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]

В основе токсических эффектов ФОИ лежит механизм действия этих соединений на животный организм. Поскольку самым существенным звеном является угнетение холинэстеразы, представляет интерес сопоставление данных об антихолннэсте-разной активности ФОИ с их токсичностью. Такое сопоставление проводилось Ю. С. Каганом (1962, 1963), J. asida (1956), [c.61]

Механизм действия курареподобных лекарственных средств другой группы — деполяризующих препаратов (лептокураре) —включает холиномиметический эффект, сопровождающийся стойкой деполяризацией. При этом нарушение передачи возбуждения с нерва на мышцу имеет такой же характер, как и при накоплении в синапсе большого избытка ацетилхолина. Препараты этой группы относительно быстро гидролизуются холинэстеразой и при однократном введении оказывают кратковременное действие, которое усиливается антихолинэстеразными препаратами. К деполяризующим средствам из применяющихся [c.30]

Изучение механизма действия фосфорорганических инсектицидов и акарицидов по отношению к млекопитающим и членистоногим показало, что в организме животных они фосфорили-руют жизненно важные ферменты — эстеразы, подавляя их нормальные функции. В частности, фосфорорганические соединения действуют на холинэстеразу [1]—фермент, который катализирует гидролиз в нервных тканях ацетилхолина, являющегося передатчиком нервного импульса (схема 1). Полагают [2], что действие этих соединений заключается главным образом в ингибировании холинэстеразы. Фосфорорганические соединения связывают холинэстеразу (схема 2), в результате она теряет свою активность и не может вызывать гидролиз ацетилхолина. [c.400]

Для многих неосложненных ферментативных реакций эта зависимость строго выполняется, что свидетельствует о правильности положенных в основу теории представлений о механизме процесса. Для иллюстрации на рис. 2 показана такая зависимость стационарной скорости гидролиза бутирилхолина при действии холинэстеразы сыворотки крови лошади [2]. [c.41]

У персонала, работающего с фосфорорганическими и карба-миновыми пестицидами (с антихолинэстеразным механизмом действия), необходимо до и во время работы (раз в неделю, но не реже одного раза в месяц) исследовать активность холинэстера-зы крови. При снижении активности холинэстеразы более чем на 25 % по сравнению с исходным уровнем лица, имеющие дело с этими веществами, от работы отстраняются. [c.7]

Угнетающее действие многих веществ на активность ферментов хорошо изучено. Для выяснения механизма действия ряда ферментных систем, находящихся в экстрактах из органов и тканей, нередко в опытах in vitro стараются подавить активность одних ферментов, полностью сохранив действие других. В этих случаях прибавляют специфические ферментные яды, или парализаторы. Среди последних известны соли синильной кислоты (цианиды), угнетающие цитохромоксидазу, каталазу, пероксидазу и ряд других геминовых ферментов, соли монобром-и монойодуксусной кислоты, приостанавливающие молочнокислое и спиртовое брожение, фторид (NaF), блокирующий один из компонентов дрожжевой зимазы, фосфорорганические соединения (например, диизопропнлфторфосфат), необратимо инактивирующие холииэстеразу ингибиторы сульфгидрильных групп ряда тиоловых ферментов конкурентные ингибиторы холинэстеразы типа эзерина и ряд Других. [c.125]

Механизм действия оевина связан с блокадой фермента холинэстеразы (как для насекомых, теплокровных животных, так и для человека). По эффективности и широкому диапазону действия он считается заменителем ДДТ. Севин, как и препараты 942 и 952, относится к среднетоксичным ядохимикатам. DLso при введении препарата внутрь составляет для белых мышей 363 мг/кг и для крыс — 821 мг/кг. Смертельная доза для кошек 150 мг/кг. [c.103]

Из производных карбаминовой кислоты севин при поступлении в организм быстро гидролизуется и выводится с мочой в виде а-нафтола, или, по-видимому, в виде а-нафтнлглюкуро-нида — продукта конденсации с глюкуроновой кислотой. Что касается механизма действия этого инсектицида, то он, как и другие карбаматы, вызывает угнетение холинэстеразы и выключение передачи нервных импульсов в синапсах по типу действия фосфорорганических соединений. Разница заключается в том, что связь холинэстеразы с карбаматами более лабильна, чем с фосфорорганическими соединениями. Наряду с этим, карбаматы [c.72]

Механизм ингибирования холинэстеразы фосфорор-ганическпми соединениями хорошо ионят, но только по косвенным данным. Более прямые доказательства механизма действия получены по детально изученному химотрипсину. Показано, что прн действии слабого раствора параоксона на химотрипсин фосфор одной молекулы ингибитора связывается с каждой молекулой фермента одновременно появляется ион нитрофенола. Активная часть фермента, очевидно, расщепляет молекулу ингибитора, но в состоянии высвободить фосфо-рильную группу, что приводит к блокированию ее деятельности, в то время как нормальный фермент может атаковать и высвобождать тысячи молекул в секунду. [c.93]

В целом раса, сформировавшаяся под действием одного инсектицида, может стать устойчивой только к родственному соединению (например, ДДТ и метоксихлор). В этом отношении примером являются циклодиеновые соединения, отличающиеся по действию от ДДТ в эту же группу входит и ГХЦГ. Устойчивость к хлорорганическим инсектицидам обычно не определяет устойчивости к фосфорорганическим препаратам, однако насекомые, ставшие устойчивыми к последним, часто имеют ярко выраженную перекрестную устойчивость к хлорорганическим инсектицидам причины этого явления неизвестны. Устойчивость к фосфорорганическим инсектицидам также часто связана с устойчивостью к карбаматам, но это и ионятно, поскольку и те и другие обладают одним и тем же механизмом действия — они ингибируют холинэстеразу. Множественная устойчивость (к ряду неродственных препаратов) может возникнуть под действием всех этих соед[шеннй, но иногда проявляется и только под давлением одного препарата. Однако в таких случаях она часто бывает не очень сильной, и для уничтожения насекомых достаточно небольшого повышения дозы инсектицида. Видимо, такая устойчивость скорее всего является морфологической или поведенческой. [c.295]

Механизм действия октаметила объясняется превращениел его в организме вредителя в промежуточный продукт, отрицательно действующий на холинэстеразу и химотропсин. [c.103]

Карбаматные инсектициды. Соединения данного класса по химическому строению подразделяются на карбо-циклические, гетероциклические и оксимпроизводные карбаминовой кислоты. С точки зрения механизма действия они, как и фосфорсодержащие инсектициды, являются в основном ингибиторами холинэстеразы. [c.156]

Ниже приводится объяснение механизма ингибирования холинэстеразы и ее реактивирования, основанное на обширных исследованиях, проведенных в последние годы Вильсоном, Нахманзоном с сотрудниками. Их данные нашли отражение при получении синтетических фармацевтических препаратов, которые по широте применения и эффективности действия превосходят в некотором отношении атропин . [c.215]