Холинэстераза фосфорорганических

При исследовании ингибиторов близкого строения, для которых частота соударений с активным центром фермента может быть принята приближенно одинаковой, суммарное значение предэкспонента и величина экспериментально определяемой энергии активации могут быть использованы для сопоставления между собой этих ингибиторов и выяснения влияния их химического строения на величину активационного барьера и роль структурного (энтропийного) фактора в ингибировании. Большой экспериментальный материал, полученный при изучении ингибирования холинэстераз фосфорорганическими соединениями, свидетельствует о том, что в ряде случаев энтропийный фактор имеет определяющее значение для реакционноспособности ингибиторов (см. гл. X). [c.137]

Обзорный доклад об ингибировании холинэстераз фосфорорганическими соединениями. Особое внимание уделено роли гидрофобного взаимодействия в этих процессах. Рассмотрено влияние структуры фосфорорганических ингибиторов холинэстераз на упомянутые взаимодействия. Иллюстраций 9. Таблиц 3. Библ. 30 назв. [c.413]

Методика определения фосфорорганических пестицидов энзимно-хроматографическим методом. Основные положения. Метод позволяет определить угнетающие холинэстеразу фосфорорганические пестициды, производные фосфорной, тиофосфорной и дитиофосфорной кислот. [c.122]

Фосфорорганические соединения отличаются большей частью необратимо подавляющим холинэстеразу действием. По Хобби-геру [22], блокирование холинэстеразы фосфорорганическими соединениями осуществляется в две фазы. [c.14]

Во время хирургических операций (чаще по поводу аппендицита) под местной анестезией вырезали у людей кусочки кожи. При определении локализации холинэстеразы в норме тотчас после вырезания их фиксировали в 10% нейтральном формалине. В опытах по определению изменения активности холинэстеразы под воздействием фосфорорганического ингибитора на вырезанный кусочек кожи перед его фиксацией наносили водную эмульсию вещества, через 15—30 мин или 1 ч ее удаляли с помощью фильтровальной бумаги. И лишь после этого кожу фиксировали в нейтральном формалине. [c.141]

Действие ряда других ферментов (холинэстераза, трипсин и химотрипсин) сильно тормозится некоторыми фосфорорганическими соединениями, например ДФФ, вследствие блокирования ключевой гидроксильной группы серина в активном центре (см. ранее). [c.148]

Часто активность фосфорорганического соединения по отношению к холинэстеразе связывают со скоростью его гидролиза, но это не всегда справедливо активность зависит также от сте-рических особенностей молекулы. Наряду со скоростью гидролиза и стерическими особенностями молекулы большое влияние на токсичность фосфорорганического соединения оказывает скорость дезалкилирования эфиров кислот фосфора. Этот процесс является, по-видимому, основной реакцией, конкурирующей с реакцией фосфорилирования холинэстеразы в организме животного. Дезалкилированием эфиров кислот фосфора может быть объяснена меньшая токсичность для млекопитающих метиловых эфиров этих кислот по сравнению с их гомологами. По мнению автора данной книги, происходит быстрое разложение метиловых эфиров за счет дезалкилирования, прежде чем они достигнут активных центров холинэстеразы эта точка зрения имеет существенные подтверждения. [c.401]

В связи с этим трудно согласиться с мнением О Брайна [12] о возможности, хотя и с некоторыми ограничениями, использования этой величины для сопоставления свойств фосфорорганических соединений, являющихся типичными необратимыми ингибиторами холинэстераз. [c.114]

Представления относительно кинетики ингибирования ферментов в присутствии субстрата были использованы при исследовании взаимодействия холинэстераз с фосфорорганическими ингибиторами. Результаты сопоставления теории с опытными данными, а также дальнейшее развитие теории будут даны в гл. X. [c.122]

Среди необратимых ингибиторов холинэстераз особое положение занимают фосфорорганические соединения (ФОС) общего [c.202]

Нуклеофильный механизм взаимодействия фосфорорганических соединений с холинэстеразами и кинетика ингибирования [c.205]

Как уже отмечалось выше, в активном центре холинэстераз, помимо нуклеофильной группировки, способной реагировать с фосфорорганическими соединениями структуры (ХИ1) с образованием фосфорильных неактивных производных, существует анионная группировка, несущая отрицательный заряд. Этот анионный центр фермента может взаимодействовать с катионным центром субстрата — ацетилхолина — в процессе катализа, а также с другими катионами, в результате чего изменяется (как правило, падает) активность фермента. В связи с этим представляют интерес два вопроса вопрос о расстоянии между анионной и нуклеофильной группировками в активном центре холинэстераз и вопрос об их взаимном влиянии. Известный вклад в решение этих проблем внесли кинетические исследования взаимодействия холинэстераз с бифункциональными фосфорорганическими ингибиторами. [c.218]

Исследование бифункциональных фосфорорганических ингибиторов холинэстераз позволило прийти к выводу о том, что одной из причин повышения реакционноспособности при появлении в [c.224]

Все эти данные подтверждают предположение о том, что реакционноспособность эстеразного центра находится в зависимости от состояния анионного центра активной поверхности холинэстераз. Об этом также свидетельствуют результаты исследований по кинетике взаимодействия необратимых фосфорорганических ингибиторов с холинэстеразами в присутствии субстрата. Выше (см. стр. 118) были приведены доказательства того, что в присутствии ацетилхолина фосфорорганические ингибиторы взаимодействуют лишь со свободными активными центрами фермента. При этом под свободным активным центром подразумевался такой, у которого все группировки были свободными. [c.228]

Оказалось, что для разных фосфорорганических ингибиторов при одинаковой концентрации субстрата и фермента (т. е. при одной и той же степени снижения концентрации свободных активных центров) степень снижения величины экспериментальной константы скорости ( ) ингибирования неодинакова. Так, для холинэстеразы сыворотки крови лошади отношение при концентрации субстрата, равной нулю, к кг при концентрации ацетилхолина [c.228]

Блокирование холинэстеразы фосфорорганическими соединениями сводится к фосфорилированию ее активных центров с образованием диалкилфосфорилированной холинэстеразы. Помимо общих токсикологических свойств каждый фосфорорганический пластификатор в зависимости от химического строения может иметь индивидуальную токсикологическую характеристику. [c.130]

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]

Отсюда был сделан принципиальной важности вывод о том, что в основе механизма ингибирования холинэстераз фосфорорганическими соединениями лежит необратимая химическая реакция бимолекулярного механизма. При этом оказалось, что бимолекулярные константы скорости ингибирования холинэстераз имеют, как правило, очень большие величины. Так, по данным Яндорфа и соавторов [143], бимолекулярные константы скорости ингибирования холинэстераз и ряда протеолитических ферментов некоторыми ФОС имеют следующие значения (табл. 27). [c.205]

Эти факты поудили предпринять систематическое исследование кинетики ингибирования холинэстераз фосфорорганическими соединениями строения (XXXVII) [c.232]

Действие фосфорорганических соединений на высокоорганизованные организмы основывается большей частью на их способности инактивировать холинэстеразу. Фосфорорганические соединения относятся поэтому к группе блокирующих эстеразу соединений [19], к которой принадлежат также подавляющие эстеразу, но не содержащие фосфора эзерин (физостигмин) и неостигмин. [c.13]

Фосфорорганические соединения (ФОС) связываются со всеми се-ринсодержащими белками, в т. ч. с холинэстеразами. Фосфорорганические соединения присоединяются группировкой РО4 к серину эстеразно-го центра холинэстеразы. Такие вещества действуют как конкурентные ингибиторы, и в большинстве случаев эффекты необратимы. ФОС проявляют меньшую избирательность к холинэстеразам, чем карбаминовые ингибиторы. Например, они могут включаться в субъединицы холинэстеразы фасоли с ММ 61, 23 и 17 кДа, а также в серинпротеазы из тила- [c.67]

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]

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]

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]

Ю. С. Каган, Ю. И. Кундиев (1961) и другие исследователи при изучении всасывания через кожу фосфорорганических соединений определяли угнетение активности холинэстеразы в крови и других тканях, устанавливая при этом дозы, вызывающие угнетение активности фермента на 50% (/so). Зная /go в условиях in vitro, ориентировочно судили о количестве вещества, поступившем в организм через кожу. В таких случаях всегда необходимо учитывать возможность активации вещества после всасывания и характер других превращений в организме. [c.37]

Лошадкин И. А., Смирнов В. В. Обзор современной литературы по химии и токсикологии фосфорорганических ингибиторов холинэстераз.— Приложение к ки. Сондерс Б. Химия и токсикология органических соединений фосфора и фтора. М., 1961, [c.188]

Хлофосфол — оригинальное фосфорорганическое мистическое средство [256], вызывающее необратимое ингибирование холинэстеразы. Применяют хлофосфол для снижения внутриглазного давления при глаукоме, а также в других случаях, например, при травмах глазного яблока, когда необходим длительный миотический эффект. [c.24]

Фосфорорганические соединения относятся к наиболее сильным из известных ядов. Необычайно высокая биологическая активность этих соединений связана с тем, что они полностью подавляют (угнетают) специфический фермент — холинэстеразу, находящийся в организме в очень небольшом количестве. Ввиду большой токсичности фосфорорганических соединений при их производстве большое внимание уделяется технике безопасности. Прежде всего должны быть исключены непосредственные контакты работников с этими активными веществами, что успешно достигается полной автоматизацией процесса. Кроме того, на предприятиях необходимо постоянно контролировать содержание фосфорорганических соединений в атмосфере рабочих помещений. Периодическое обследование рабочих, занятых в производстве фосфорорганических соединений, дает возможность сразу нее, при первых, еще не опасных симптомах отравления (чрезмерная возбудимость, подергивание мышц, тошнота, потовыделение) отстранить на время этих людей от работы во вредных цехах. [c.349]

Совершенно очевидно, что активность одного и того же соединения по отношению к разным видам насекомых и животных неодинакова, так как различно строение холинэстеразы разных видов организмов, а также отличны пути метаболизма фосфорорганических соединений. Например, карбофос в организме комнатной мухи претерпевает превращения обычного типа, тогда как в организме крыс образуется малотоксичная ма-латионовая кислота — 5-(1,2-дикарбоксиэтил)-0,0-диэтилдитио-фосфат (1). [c.401]

Однако для многих химических веществ, особенно новых, не существует достаточно точных количественных методов определения в крови и других биологических средах. В связи с указанным большее распространение получила группа методов, основанная на выявлении времени и силы общих или местных реакций организма, вызванных всосавшимся через кожу веществом. Так, И. С. Александров, изучая всасывание через кожу хвоста мышей различных амино- и питро-соединений бензольного ряда, регистрировал на кимографе дыхание и рефлекторное отдергивание конечности в ответ на раздражение индукционным током. Учет времени появления изменений дыхания и двигательных реакций, а также степени их выраженности позволили сделать выводы о силе токсического действия различных веществ при аппликации их на кожу. Ю. С. Каган, Ю. И. Кундиев и др. при изучении всасывания через кожу ряда фосфорорганических соединений определили угнетение активности холинэстеразы в крови и в других тканях. Для суждения о количестве всосавшегося через кожу вещества необходимо было установить корреляцию между степенью угнетения активности холинэстеразы и количеством яда. При этом необходимо учитывать возможность активации вещества после всасывания, а также другие превращения в организме. [c.116]

Аналитически определяются некоторые соли тяжелых металлов— ртути, кадмия, никеля, кобальта, марганца — в накожной слизи отравленных рыб. Спектроскопический метод исследования при отравлении указанными солями тяжелых металлов дает отрицательные результаты. Никель, кобальт и ртуть могут быть обнаружены в жабрах, магний и кадмий — в кишечнике, печени, почках. Лишь мышьяк и свинец определяются в мышцах рыб. Фтор следует определять в лепестках жабер и мышцах. Детергенты локализуются в жабрах, желудочно-кишечном канале (выше желчного протока) и в небольшом количестве в гонадах рыб. Цианиды в теле рыб не обнаруживаются, так как очень быстро распадаются до конечных продуктов. То же относится к фосфорорганичеоким соединениям. При попадании в организм не только одной, но даже двух-трех смертельных доз почти весь оказавшийся в организме препарат расходуется на реакцию с холинэстеразой. В связи с этим попытки обнаружить в крови или тканях трупа фосфорорганическое соединение, как правило, обречены на неуопех. Хлорорганические соединения довольно стойкие и концентрируются в висцеральном жире, половых продуктах, пилорических придатках и в небольшом Количестве в мышцах и жабрах. [c.253]

Острое отравление. Подобно другим фосфорорганическим ОВ, Д. действует главным образом на холинэстеразу, поэтому вызываемые им поражения и признаки отравления подобны таковым у зарина, зомана и табуна, хотя и раз-виванэтся несколько медленнее. Время начала симптоматики зависит, прежде всего, от количества попавшего в организм Д. При вдыхании аэрозоля Д. признаки поражения начинаются относительно быстро. Относительная ингаляционная токсичность ЬСтзо =0,01 мг мин/л, при этом период скрытого действия составляет 5-10 мин. Он не превышает 10 мин даже при концентрациях, соответствующих значению Ютя = 0,005 мг мин/л. Миоз наступает при концентрации 0,0001 мг/л через 1 мин. [c.809]

Выше было указано, что некоторые фосфорорганические соединения (их часто называют нервными газами ) проявляют антихолинэстеразную активность. Теперь объясним это явление и опишем в общих чертах, что происходит в организме человека в месте соединения нервного окончания двигательного волокна и поперечно-полосатой мышцы. При возбуждении нерва, как схематически представлено на рис. 3, выделяется ацетилхолин (АХ), имеющий формулу (СНз)зМ+СН2СН20С0СНз. АХ воздействует затем на рецепторные участки, находящиеся в мышце, вызывая ее сокращение. Можно предположить, что АХ способен точно накладываться на рецепторные участки. Далее холинэстераза, содержащаяся в тканях, превращает АХ в хо-лин (не соответствующий по форме рецепторным участкам и потому не эффективный) и уксусную кислоту [c.535]

При исследовании взаимодействия фосфорорганических ингибиторов с холинэстеразами было установлено, что каждая молекула ингибитора реагирует с одним активным центром фермента, т. е. что реакция ингибирования фермента является бимолекулярной (см. ниже, стр. 205). Используя кинетические закономерности для бимолекулярных реакций при эквимолекулярных концентрациях реагирующих веществ (см. стр. 124), можно экспериментально определить молярную концентрацию фермента [99]. Так, при исследовании кинетики ингибирования холинэстеразы сыворотки крови лошади (частично очищенный препарат) о-этил-п-нитрофенилэтил-фосфонатом — армином (см. формулу I) были получены кинетические кривые, часть которых приведена на рис. 29. Для концентрации фермента, соответствующей скорости гидролиза ацетилхолина [c.166]

Полученное нами значение молекулярной активности холинэстеразы сыворотки крови лошади несколько отличается от величины, измеренной другими авторами. Так, Берри [100] при определении молекулярной активности холинэстераз, исходя из того же представления о стехиометрических отношениях при действии фосфорорганических ингибиторов, исследовал зависимость между степенью снижения активности фермента (Ди) и концентрацией добавленного ингибитора [I]. В качестве ингибиторов автором были использованы дициклогексилфторфосфат (формула П1) и диэтил-я-нитрофенилфосфат (формула IV) . [c.167]

Новый кинетический метод для определения концентрации каталитических центров ацетилхолинэстеразы применили Уилсон и Гаррисон [105]. Метод основан на исследовании скорости взаимодействия фермента с диметилкарбамилфторидом (формула VI), который аналогично фосфорорганическим соединениям ангидридного строения ингибирует холинэстеразы ацилируя их активные центры. [c.172]

Исследование было предпринято нами в связи с практически важной задачей — задачей изучения инсектицидов, обладающих избирательно высокой токсичностью по отношению к насекомым и низкой токсичностью по отношению к позвоночным животным. Один из оправдавших себя путей создания инсектицидов избирательного действия, главным образом фосфорорганической природы, основан, как известно, на различиях в метаболизме этих соединений в организмах насекомых и позвоночных [6]. Однако представляется, что вторым путем может быть синтез инсектицидов антихо-линэстеразного действия, различающихся по кинетике взаимодействия с холинэстеразами этих видов животных. [c.198]

Исследуя фосфорорганические ингибиторы, мы не смогли обнаружить существенные различия в кинетике их реакций с аце-тилхолинэстеразами нервной ткани, например, мышей и мух [107]. В связи с этим мы обратились к изучению кинетики ингибирования холинэстераз производными карбаминовой кислоты, которые в последние годы стали широко применяться в качестве инсектицидов, так как они обладают сравнительно высокой избирательной токсичностью для насекомых [136, 137]. [c.198]

Неясными и противоречивыми остаются некоторые стороны механизма взаимодействия фосфорорганических ингибиторов с холинэстеразами в присутствии субстрата. Известно, что при реакции свободных ферментов с субстратами и ингибиторами образуются в первом случае ацетилированные, во втором случае фосфо-рилированные производные с участием одной и той же функцио нальной группы — гидроксила серина. Следовательно, взаимодействие ингибитора с ацилированным ферментом, постулируемое в цитированной работе, должно идти совсем по иному механизму, чем общепринятый. Доказательства существования такого мехЗ низма пока нет. В частности, если фосфорилироваться может гид-роке ил тирозина, то предполагается необходимость последующего переноса фосфорильного остатка на гидроксил серина (после де-ацилирования фермента), но это мало вероятно и нуждается в доказательствах. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология