Ацетилхолин, взаимодействие с ацетилхолинэстеразой

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]

После того как мы рассмотрели шаг за шагом активные центры фермента, постараемся представить себе в целом, как ацетилхолин взаимодействует с активной поверхностью. Схема, представленная здесь и взятая в основном из работы Уилсона и сотр. [57], уточнена на основании изложенных выше данных. На не№ показан только один анионный центр, но подразумевается, что в действии ацетилхолинэстеразы участвуют два центра. [c.35]

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]

Важно уяснить себе, что образование фермент-субстратного комплекса могло бы быть затруднено как при повышении, так и при понижении температуры. В то время как взаимодействия, определяемые ионными связями, будут при низких температурах усиливаться, гидрофобные взаимодействия могут стать значительно более слабыми, В случае ацетилхолинэстеразы и ацетилхолина трудно с точностью предсказать влияние температуры на стабильность комплекса, так как в анионном участке действуют и ионные, и гидрофобные связи. Поскольку, однако, главную роль в стабилизации здесь играют, по-видимому, гидрофобные взаимодействия, мы могли бы ожидать, что низкие температуры будут сильно затруднять образование комплекса фермента с ацетилхолином (рис. 83). [c.262]

Молекулярная основа отрицательной температурной модуляции ферментов остается неизвестной. Однако в случае ацетилхолинэстеразы можно выдвинуть веские теоретические соображения, связанные с ролью гидрофобных взаимодействий в стабилизации комплекса фермент — ацетилхолин (рис. 81). Так как при снижении температуры примерно от комнатной температуры до 0°С гидрофобные взаимодействия ослабевают, есть основания полагать, что для того или иного варианта ацетилхолинэстеразы сушествует критическая температура, при которой ослабление гидрофобных связей между ферментом и субстратом приводит к резкому подъему кажущейся величины Км для субстрата. [c.275]

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]

Бергманн 112] считает, что два анионных центра ацетилхолинэстеразы следующим образом взаимодействуют с четвертичным азотом ацетилхолина (изображенные на схеме кружки дают приблизительное представление об относительных размерах групп предполагается, что анионные центры представляют собой карбоксильные группы) [c.33]

Типичным примером проявления электростатических сил в фермент-субстратных взаимодействиях может служить связывание положительно заряженной группы ацетилхолина и подобных ему субстратов и ингибиторов с анионным центром фермента ацетилхолинэстеразы (I) [2]. [c.274]

При передаче нервного импульса ацетилхолин выделяется в синаптическую щель и взаимодействует со специфическим рецептором на постсинаптической мембране рабочего органа (см. рис. 110). Под воздействием ацетилхолина запускается процесс транспорта ионов через мембрану и ряд других биохимических реакций, обеспечивающих специфическую функцию органов. Ацетилхолин в течение нескольких миллисекунд после прекращения действия нервного импульса может расщепляться ферментом ацетилхолинэстеразой до ацетата и холина и прекращает свое медиаторное действие [c.279]

Во взаимодействии с АХ проявляется основная функция как ацетилхолинэстеразы, так и холинорецепторов. В связи с этим строение их активных центров имеет много общего. Так же как и у холинорецепторов, активный центр АХЭ состоит из двух групп — анионной и эстераз нбй. Анионная группа, в состав которой входят такие аминокислоты, как аспарагиновая и глутаминовая, осуществляет ориентацию молекулы ацетилхолина относительно эстеразной группы АХЭ. В отличие от холино-рецепторов в АХЭ основную функциональную нагрузку несет эстеразная группировка. Анионная и эстеразная группировки находятся друг от друга на расстоянии 2,5 А (рис. 36). Помимо [c.218]

Ярким примером структурной и функциональной близости рецептора и фермента, участвующих в одном процессе, является холинорецептор и ацетилхолинэстераза. Взаимодействие ацетилхолина (выделяющегося из нервных окончаний под влиянием ПД) с белком-рецептором дает начало возбуждению постсинаптической мембраны (см. рис. 3). [c.63]

Кинетическая схема взаимодействия ацетилхолинэстеразы (Е) с диметилкарбамилфторидом (I) аналогична схеме ферментативного гидролиза ацетилхолина [c.172]

Что Касается ацетилхолинэстеразы, то изучение обратимых ингибиторов, таких, как диамины и стерео-специфичные аминоспирты, проводилось с целью выяснения свойств поверхности активной области при этом был обнаружен по крайней мере один анионный центр в активной области [350, 351. Это также объясняет взаимодействие ацетилхолинэстеразы с некоторыми ка-тионоидными субстратами помимо ацетилхолина [352]. [c.136]

Как молекула нейромедиатора, высвобождающаяся из пресинаптической мембраны, достигает постсинаптической мембраны Напрашивается простой ответ — посредством диффузии. Но здесь необходимо объяснить, как медиатор диффундирует мимо многочисленных молекул ацетилхолинэстеразы, которые присутствуют в синаптической щели и теоретически могли бы гидролизовать во много раз большие количества высвобожденного медиатора, сделав, следовательно, невозможным его взаимодействие с постсинаптической мембраной. Предполагается, что этому препятствуют либо структурные особенности вещества синаптической щели — базальной мембраны, которое, возможно, образует каналы, либо временное ингибирование ферментативной активности эстеразы, вероятно, из-за ее взаимодействия с иостспнантической мембраной или из-за насыщения субстратом. Высказано также предположение, что эстераза не присутствует в щели, т. е. на пути диффузии ацетилхолина, а находится в постсинаптической мембране, но такая модель не доказана [8]. [c.201]

Согласно расчетам Уилсона и Кабиба (стр. 176), образование комплекса Михаэлиса — ацетилхолинэстераза-ацетилхолин — характеризуется весьма значительным уменьшением энтропии и энтальпии. Эти величины соизмеримы с найденными нами для ионов тетраалкиламмония. На этом основании можно сделать вывод о весьма существенном вкладе ионного взаимодействия в те изменения конформации, которые наблюдаются при образовании комплекса Михаэлиса. [c.191]

Согласно этому уравнению, величина ио/У(/) при постоянной [5] должна линейно изменяться с изменением концентрации ингибитора. Однако экспериментальные данные, полученные при исследовании ацетилхолинэстеразы нервной ткани мышей и мух, как оказалось, не следуют этой закономерности. Так, при изучении скорости гидролиза ацетилхолина в присутствии а-нафтил-Л -ме-тилкарбамата, взятого в разных концентрациях, и выражении результатов в виде зависимости ио/%) от [I] получаются непрямые, а кривые (рис. 57), что может быть объяснено двумя схемами, предусматривающими либо возможность взаимодействия ингибитора с ацетилированным ферментом (схема I), либо взаимодействие второй молекулы ингибитора с карбамилированным ферментом (схема II) [c.199]

Теоретизировать по первому вопросу сравнительно легко, поскольку, как уже говорилось, мы можем выделить ряд систем, поддерживаемых слабыми связями и поэтому, возможно, термолабильных. Например, фермент-субстратный комплекс, стабилизируемый ИОННЫМ взаимодействиями, вероятно, будет становиться прочнее с понижением температуры, так как ионные взаимодействия пр1 Н ЗК1 х температурах усиливаются. Напротив, комплекс, стабил 1зируемый главным образом гидрофобными взаимодействиями (например, ацетилхолинэстераза — ацетилхолин), может стать весьма лаб льным с приближением температуры к 0°С. [c.278]

Все фосфорорганические инсектициды имитируют эфирную часть ацетилхолина и при попадании в организм взаимодействуют с зсте-разным участком ацетилхолинэстеразы [c.140]

Таким образом, характерной для специфичности ацетилхолинэстеразы является полная компенсация эффекта "антигидро-фобности" катионного заряда, что и является, по-видимому, основной функцией анионного пункта в активном центре этого фермента. В результате этого ацетилхолинэстераза гложет использовать гидрофобность субстрата как фактор селективности действия и одновременно сохраняет способность эффективно взаимодействовать с реагентами, содержащими ониевые группировки в заместителе. Это позволяет ей выполнять свою биологическую роль в высокоэффективном гидролизе ацетилхолина, который, как медиатор нервного возбуждения должен обладать хорошей растворимостью в водной среде. [c.512]

В результате взаимодействия лиганда — нейромедиатора (например, ацетилхолина) с холинергическим рецептором никотинового типа, формирующим ионный канал, происходят изменение конформации белка ионного канала и переход его в активированное состояние. Через устье канала, в формировании кото-1 ого участвуют субъединицы олигомерного комплекса, внутрь клетки поступают ионы натрия. Происходит деполяризация, а затем гиперполяризация мембраны. Возникающий на постсинаптической мембране потенциал действия, вызываемый ацетилхо-лином, возникает и гасится за 1—2 млс, при этом синапс способен проводить от аксона на иннервируемую клетку до 500 имп/с. Быстрое развитие и гашение сигнала возможны благодаря высокой скорости связывания ацетилхолина (полумаксимальное насыщение рецепторов наблюдается в присутствии ацетилхолина в концентрации 10" моль/л) с рецептором и разрушения его ацетилхолинэстеразой, локализованной на мембране вблизи холинорецеп- [c.98]

Механизм разрушения ацетилхолина преимущественно связан с работой фермента — ацетилхолинэстеразы, который располагается на постсинаптической мембране и быстро гидролизует медиатор после взаимодействия с рецепторами. В глутаматергическом синапсе механизм удаления нейромедиатора заключается преимущественно в поглощении Ь-глутамата окружающими глиальными клетками. Ь-глутамат превращается в глутамин с помощью фермента глугаминазы, находящейся в глиальных клетках. В ГАМК-ергическом синапсе преобладает система обратного захвата медиатора. [c.257]

Н-ХР содержит 5 субъединиц две а-субьединицы с = 40 кД, одну р-субъединицу — М . = 49 кД, одну у-субъединицу — 60 кД и одну 5-субъединицу — = 67 кД. Катионные группы двух молекул ацетилхолина связываются с анионными участками а-субъединиц. К взаимодействия АХ с рецептором близко к 10 М. Открьшающийся при контакте с АХ на несколько миллисекунд канал успевает пропустить до 5-10 ионов К" и Ка" " (в соотношении 100 85). АХ, диссоциировавший с рецептором, или избыточный АХ в синаптической щели быстро расщепляется ферментом ацетилхолинэстеразой, расположенной на постсинаптргческой мембране в непосредственной близости от рецептора. Ацетилхолинэстераза является одним из самых быстродействующих, высокооборотных ферментов (К = 1,4 -10 сек). Таким образом, сигнал резко ограничен во времени. Образовавшийся холин захватывается белками-транспортерами пресинаптической мембраны и служит далее для ресинтеза АХ в терминали. [c.277]

Однако взаимодействие ацетилхолина и холинорецепто-ра является кратковременным (0,1 мс), так как медиатор гидролизуется ацетилхолинэстеразой, расположенной в постсинаптической мембране рядом с холинорецептором. Гидролиз ацетилхолина снимает его модифицирующее действие на холинорецептор, связь нарушается и канал закрывается. [c.63]

Активность истинных холинэстераз в отличие от псевдохолинэсте-раз ингибируется высокими концентрациями субстрата (> 10 М). Причиной снижения скорости гидролиза при возрастании содержания субстрата является взаимодействие двух и более молекул ацетилхолина с одной каталитически активной субъединицей ацетилхолинэстеразы, которые мешают друг другу принять правильную ориентацию в активном центре фермента. Возможно также взаимодействие избыточных молекул субстрата с аллостерическими центрами ацетилхолинэстеразы. [c.61]

Разновидность конкурентного взаимодействия за связь с рецептором — антагонизм между атропином, блокирующим лf-xoлинopeцeптopы, и ингибиторами ацетилхолинэстеразы, повышающими содержание ацетилхолина. [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология