Ацетилхолинэстераза функция

Рис. 2. Гидролиз ацетилхолина очищенной ацетилхолинэстеразой электрического угря как функция pH.

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]

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]

Во-вторых, при исследовании ацетилхолинэстераз нервной ткани не исключено, что в неочищенных ферментных препаратах могут быть примеси холинэстеразы, также катализирующей гидролиз ацетилхолина. В этом случае результаты измерения Кт при применении низких концентраций ацетилхолина, когда активность примесей холинэстеразы незначительна, также более достоверны. Видимо, этими причинами объясняется то, что величины/Ст, полученные в работе [75], приблизительно в 200 раз выше, чем в работе [77]. Вероятно, значения Кт порядка 10 М наименьшие из всех известных для холинэстераз, что свидетельствует о наибольшем сродстве естественного субстрата к ферменту нервной ткани. Это вполне понятно с точки зрения физиологического значения ацетилхолина и ацетилхолинэстеразы для функций нервной системы. [c.159]

Рис. 3. Угнетение очищенной ацетилхолинэстеразы электрического угря четвертичными аммониевыми солями как функция pH.

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]

Мембранные белки выполняют различные функции. Наиболее распространены белки-ферменты. В их число входят как интегральные белки мембранные АТФазы), так и периферические ацетилхолинэстераза, кислая и щелочная фосфатазы, РНКаза). [c.23]

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]

Ацетилхолинэстеразу следует отличать от так называемых псевдохолинэстераз (КФ 3.1.1.8), которые обычно проявляют только количественные различия от нее по субстратной и ингибиторной специфичности. Псевдохолинэстеразы найдены в сыворотке, их физиологическая функция неизвестна, но показано, однако, что они не участвуют в синаптической передаче. [c.208]

Другой пример необратимого ингибирования — действие диизопропилфторфосфата (ДФФ), соединения из фуппы нервно-паралитических офавляющих веществ. ДФФ связывается с остатком аминокислоты серина, находящргмся в активном ценфе фермента ацетилхолинэстеразы. Этот фермент инактивирует ацетилхолин, ифа-юпщй роль нейромедиатора. Одна из функций ацетилхолина заключается в обеспечении передачи нервного импульса от одного нейрона к другому через синаптическую щель (гл. 17). Почти [c.163]

Хроническое отравление. В желудок крысам в течение 6 мес вводили хлорит Н. в дозах 0,01, 0,1 и 1,0 мг/кг. При воздействии вешества в дозе 1,0 мг/кг выявлены повышение щелочной фосфатазы и фазовые изменения активности ацетилхолинэстеразы крови, нарушение экскреторной функции печени. В крови также установлены снижение количества SH-rpynn, подавление бактерицидной активности сыворотки, снижение фагоцитарной активности нейтрофилов. Снижение количества общих и свободных SH-rpynn в гомогенатах печени, содержания аскорбиновой кислоты в надпочечниках при отсутствии гипертрофии последних, уменьшение времени активного движения сперматозоидов. Патоморфологически — дистрофия печени, гиперплазия перибронхиальной лимфоидной ткани, очаговая дистрофия миокарда, зернистая дистрофия извитых канальцев почек, гипертрофия и гиперплазия ретикулярных клеток селезенки, активация эндотелия мозговых сосудов. При введении дозы 0,01 мг/кг никаких изменений не выявлено. [c.40]

В крови наблюдаются увеличение содержания гемоглобина и эритроцитов или, напротив, анемия, сдвиг формулы влево, реже — увеличение числа тромбоцитов возможен также ретикулоцитоз. В более поздних стадиях хронического отравления и при недостаточной функции кроветворных органов развивается анемия. В крови возрастает содержание пировиноградной кислоты, кальция, фосфора, З-глобулинов, общих липидов, (З липопротеинов, холестерина, фибриногена, повышается активность каталазы и ацетилхолинэстеразы крови и снижается уровень сахара. Повышается содержание негемоглобинового железа в сыворотке крови, свободного протопорфирина и ко-пропорфирина, а также витамина С в моче (Тиунов, Кустов). [c.317]

Повторное и хроническое отравление. Животные. Двухнедельное введение K N с кормом вызывает снижение массы тела, в крови падает уровень гемоглобина, белка, тироксина и увеличивается — тиоцианатов уменьшается масса селезенки и тимуса у частн крыс опухоли кишечника и у всех — нарушение )епродуктивной функции. Трехкратное подкожное введение a N (0,4 мг/100 г) увеличивает активность ацетилхолинэстеразы в коре головного мозга, гиппокампе и среднем мозге. В результате подкожного введения крысам 0,5 мг/кг K N [c.343]

При остром отравлении — одышка, хрипы, нарушение координации движений, сужение зрачков, судороги, понос, падение, а затем повышение кровяного давления, нарушение сердечной деятельности, парез задних лап, гибель в течение суток, при подостром — эритропения и лейкоцитоз. При введении дробленого тиоцианата натрия — повышение активности транса миназ и угнетение ацетилхолинэстеразы эритроцитов и холинэстераз сыворотки крови, увеличение содержания сахара и остаточного азота в крови. Максимальное содержание тиоцианатов в крови через сутки после отравления. На вскрытии— поражение слизистой тонкого кишечника, печени, почек, селезенки, отек легких. При повторном введении крысам и кроликам МНаЗСЫ и К5СМ по 0,5 мг/кг — снижение содержания холестерина в крови, нарушение функции печени, почек. Характерна способность тиоцианатов угнетать щитовидную железу. Многие симптомы их хронического воздействия объясняются недостатком гормонов. Патоморфологически — дистрофические изменения в печени, почках, сердце, слизистой желудка, кишечника, атрофия [c.353]

По мере исследования холинэстераз для них предлагались разнообразные различительные названия псевдохолинэстеразу называли неспецифическая холинэстераза (на основании того, что гидролиз ацетилхолина для нее не является специфической функцией в физиологическом смысле), бутирохолинзстераза, или бутирил-холинэстераза (на основании того, что эфир холина и масляной кислоты подвергался наиболее быстрому гидролизу по сравнению с эфирами других кислот), 5-холинэстераза, холинэстераза П, сывороточная холинэстераза. Истинной холинэстеразе присваивались наименования специфическая холинэстераза, ацетохолинэстераза, или ацетилхолинэстераза, е-холинэстераза, холинэстераза I. [c.141]

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]

В отличие от ацетилированного фермента фосфорилированная холинэстераза гидролизуется очень медленно (в течение нескольких часов и даже дней). Это объясняется большой гидролитической прочностью фосфорных эфиров и необходимостью при гидролизе разорвать алкилкислородную связь О—СНз, что не входит в функцию холинэстеразы. Таким образом, ацетилхолинэстераза оказывается выключенной из сферы действия на длительный срок и в синаптических узлах накапливается ацетилхолин. В результате резко нарушаются функции всех органов, имеющих холинэргическую иннервацию, и происходит отравление организма. [c.140]

Рассматриваемый метод основан на подавлении систоксом ацетилхолинэстеразы. Энзиматическая активность измеря.лась потенциометрически как функция количества уксусной кислоты, образующейся из субстрата ацетилхолина. [c.411]

В двух превосходных работах группа Келле [47, 54 ] исследовала действие ДФФ на верхний шейный ганглий крыс и кошек. В опытах на кошках ДФФ вводили животному и ганглии исследовали in situ. У крыс ганглии удаляли и погружали в раствор ДФФ. В обоих случаях было найдено, что небольшие концентрации ДФФ (10 М у крыс) усиливают передачу и частично угнетают холинэстеразу. Высокие концентрации (например, 10 М у крыс) подавляют передачу и практически полностью тормозят ацетилхолинэстеразу. Авторы полагают, что усиливающее действие связано с угнетением холинэстеразы, но выражают сомнение в том, можно ли считать, что им обусловлено и подавление передачи. Однако нам кажется, что оба эффекта могут быть объяснены угнетением холинэстеразы. Частичное угнетение (низкий уровень ДФФ) должно привести к незначительному накоплению ацетилхолина, что, как известно, обладает стимулирующим эффектом глубокое угнетение фермента приводит к накоплению больших количеств ацетилхолина, а это вызывает подавление функции. [c.189]

Рис. 6. Инактивация ацетилхолинэстеразы по отношению к различным субстратам как функция рентгеновского облучения АХ — ацетилхолин МХ — метилхолин Изо-Ам-Ас — изоамилацетат [к].

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]

Действие пестицидов. К сожалению, точный биохимический механизм действия инсектицида не всегда известен. Однако известно, что инсектициды, принадлежащие к классу фосфорорга-нических соединений (малатион, паратион и др.), убивают насекомых, связываясь с ферментом ацетилхолинэстеразой (A hE), участвующей в синаптической передаче импульсов. Когда инсектицид отравляет этот фермент, последний перестает выполнять свою обычную функцию — расщеплять ацетилхолин на холин и уксусную кислоту. В результате при раздражении двигательного нерва возникают множественные мышечные сокращения, при этом сжигаются все резервные вещества организма п, в конце концов, животное гибнет [c.145]

Мы видим, однако, в табл. 2 и несколько ферментов, у которых числа оборотов на несколько порядков выше, чем у остальных— это ацетилхолинэстераза, каталаза, угольная ангидраза. Они выполняют функцию быстрого разрушения небольших молекул— ацетилхолина, перекиси водорода, угольной кислоты. Из сказанного выше мы должны вывести, что эти ферменты отличаются от основной группы принципом работы. Возможно, что катализируемые ими реакции происходят в один акт, и сами быстрые ферменты не должны претерпевать значительных конформационных изменений в каталитическом цикле. Такие ферменты, по-видимому, наиболее близки к небиологическим гетерогенным катализаторам. [c.72]

Эксперименты Е. Кге с и соавт. (1991) с направленным мутагенезом показали, что консервативный для эс-тераз и липаз остаток аспарагиновой кислоты необходим для осуп ествления ими каталитических функций. По-видимому, электростатические особенности поверхности молекулы ацетилхолинэстеразы не влияют на скорость катализа, которая не зависит от диффузии молекул субстрата, а стабилизация переходных состояний в каталитическом центре нечувствительна к электростатическим взаимодействиям. [c.53]

Важной особенностью функционирования ГАМК-ергической трансмиссии является система удаления выполнившего свою функцию или избьггочного лиганда из синаптической щели. В отличие от многих других синаптических систем (например от холинергических синапсов, в которых ацетилхолин расщепляется ацетилхолинэстеразой) ГАМК преимущественно претерпевает обратный захват и возвращается в нервные окончания с помощью белков-транспортеров. Они расположены на преси- [c.280]

У. Бэрдсли и соавторы (1980) рассмотрели ряд конкретных ферментов ацетилхолинэстеразу, кислую фосфатазу, аденозиндезами-назу, арилсульфатазу, химотрипсин, фумаразу, пероксидазу и др., для которых с помощью компьютера были построены дробно-рациональные функции разных степеней и выбраны кривые, показывающие наилучшее совпадение с экспериментальными точками (рис. 10). Этот анализ подтвердил необходимость привлечения уравнений высоких степеней и позволил в ряде случаев внести уточнения в ранее полученные уравнения. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология