乙酰胆碱酯酶的别构作用——某些胆碱能效应剂与钙离子激活作用的关系

钙离子对纯化的黄姑鱼肌肉乙酰胆碱酯酶的激活作用是依赖于底物浓度的。在钙离子存在时,表现最高活力的底物浓度在0.3mM左右,随着底物浓度的增高,激活作用消失。钙离子与酶结合作用的表观解离常数为6×10~(-4)M左右。钙离子浓度的增加并不解除底物对钙离子激活作用的抑制,表明钙离子似不可能结合在酶的外周底物结合部位。非竞争性抑制剂箭毒,在酶的外周阴离子部位有表现不同亲和力的两种结合作用,只有其中高亲和力的抑制作用为钙离子解除。在箭毒接近全抑制酶活性以后,再增加箭毒浓度,钙离子仍表现竞争作用。箭毒对酶的两种不同的抑制作用皆为底物所解除。竞争性与非竞争性混合类型抑制剂十甲鎓及1,5-双-(4-三甲铵苯)戊酮-3的抑制作用部份地为钙离子解除。讨论了包括钙离子及硫代丁酰胆碱、箭毒、十甲鎓、1,5-双(4-三甲铵苯)戊酮-3、季铵酚和六甲鎓在内的多种胆碱能配基在酶上三类部位的结合及配基间的相互作用。     

乙酰胆碱酯酶的别构作用:两类胆碱能配基在外周阴离子部位的颉颃

纯化的黄姑鱼肌肉乙酰胆碱酯酶,在低离子强度介质中,底物(硫代丁酰胆碱)浓度和活性的关系符合Michaelis方程。底物在外周阴离子部位的结合不抑制酶活性。然而,底物按Kss值(底物在外周结合作用的解离常数)解除箭毒和阿托品对酶的纯非竞争性抑制作用。与箭毒类似的胆碱能配基还有1,5-双-(4-三甲铵苯)戍酮-3及十甲鎓。但它们对酶的催化阴离子部位也有很高的亲和力。我们测定了它们作用于酶上两类部位的抑制常数。另一类胆碱能配基,包括硫代丁酰胆碱、乙酰胆碱、苯酰胆碱、间-三甲铵酚、烟碱、六甲鎓和季铵酚,除了它们在酶的催化阴离子部位有较高的亲和力外,也结合于外周部位,并表现为解除箭毒抑制的颉颃作用。其中某些化合物在外周结合后也有别构激活作用。从这些结果能假定,酶至少可存在三种构象状态。讨论了乙酰胆碱酯酶和乙酰胆碱受体的某些相似性。     

乙酰胆碱酯酶的别构作用:两类胆碱能配基在外周阴离子部位的颉颃

纯化的黄姑鱼肌肉乙酰胆碱酯酶,在低离子强度介质中,底物(硫代丁酰胆碱)浓度和活性的关系符合Michaelis 方程。底物在外周阴离子部位的结合不抑制酶活性。然而,底物按Kss 值(底物在外周结合作用的解离常数)解除箭毒和阿托品对酶的纯非竞争性抑制作用。与箭毒类似的胆碱能配基还有1,5-双-(4-三甲铵苯)戊酮-3及十甲鎓。但它们对酶的催化阴离子部位也有很高的亲和力。我们测定了它们作用于酶上两类部位的抑制常数。另一类胆碱能配基,包括硫代丁酰胆碱、乙酰胆碱、苯酰胆碱、间-三甲铵酚、烟碱、六甲鎓和季铵酚,除了它们在酶的催化阴离子部位有较高的亲和力外,也结合于外周部位,并表现为解除箭毒抑制的颉颃作用。其中某些化合物在外周结合后也有别构激活作用。从这些结果能假定,酶至少可存在三种构象状态。讨论了乙酰胆碱酯酶和乙酰胆碱受体的某些相似性。     

乙酰胆碱酯酶的构效关系研究进展

乙酰胆碱酯酶是胆碱能神经传导中的一种关键酶．对其构效关系的研究一直是生命科学的重要课题,目前主要研究手段有X线衍射晶体学、分子生物学、电子顺磁共振等。本文重点介绍应用这些方法研究乙酰胆碱酯酶构效关系所取得的新进展,包括芳香族引导、后门开放、环的纳秒机制与高效催化的关系等。     

乙酰胆碱酯酶性质改变与昆虫抗药性的关系

乙酰胆碱酯酶是生物神经传导中的一种关键性酶,同时又是有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂的靶标,因此一直是人们研究的热点。就近年来昆虫乙酰胆碱酯酶(AChE)在生化和分子生物学方面的研究进展、昆虫AChE基因结构及表达的变化对动力学参数、昆虫抗药性的影响机制以及害虫与天敌AChE的比较研究进行了简要综述。     

乙酰胆碱酯酶与拟胆碱酯酶

胆碱酯酶分为乙酰胆碱酯酶和拟胆碱酯酶两类,这两类酶的分子类型十分相似。许多学者在催化性质、热稳定性及免疫学性质等方面对它们进行了大量的平行性研究,进而对二者的相互关系及拟胆碱酯酶的生理学作用从分子生物学的角度进行了有益的探讨。本文着重叙述了近年来这几个方面主要的研究进展。     

乙酰胆碱酯酶敏感性的变化与家蝇抗药性的关系

结合抗性机理, 对四个家蝇(Musca domestica vicina)品系头部的乙酰胆碱酯酶(AchE)对底物和抑制剂反应的动力学进行了研究.结果表明, AchE敏感性的降低是引起两个有机磷药剂(OP)抗性品系DDVP-R和Trichl-R对OP交互抗性的一个主要因子.Trichl-R对二氯苯醚菊酯无抗性, 而二氯苯醚菊酯抗性品系2Cl—R对所测定的OP有负交互抗性, 并且它的AchE对OP的敏感性较正常品系(NP)AchE的敏感性要高.AchE敏感性的变化, 反应在酶结构上, 主要是酶对抑制剂的亲和性(K_d)的变化, 而磷酸化速率(K₂)影响不大.同时对AchE的底物和抑制剂结合位点及结构变化进行了分析和探讨.     

生化毒理学的研究——梭曼与乙酰胆碱酯酶作用的生化机理

梭曼(soman,特己基甲基氟膦酸酯)、沙林(sarin,异丙基甲基氟膦酸酯)、维埃克斯[VX,O-乙基-S-(2-二异丙胺乙基)甲基膦酸酯]等是一类重要的神经性化学战剂,其中以梭曼中毒最难防治。它们对乙酰胆碱酯酶(AChE)产生极强的抑制作用,使乙酰胆碱在神经末梢大量集聚,引起抽筋、惊厥,最后死亡。氯磷啶、双磷啶等重活化剂是神经性毒剂中毒急救中的重要药物,它们可以使沙林和VX抑制的AChE恢复活性,但对梭曼抑制的AChE很     

吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应

【目的】确定吡虫啉对意大利蜜蜂Apis mellifera的致死中浓度,探究吡虫啉对意大利蜜蜂乙酰胆碱酯酶的亚致死效应。【方法】本文采用药膜法、点滴法和饲喂法测定吡虫啉对意大利蜜蜂的毒力曲线,及蜜蜂接触吡虫啉后头部乙酰胆碱酯酶活性的变化。应用RT-q PCR技术研究饲喂LC5浓度吡虫啉后,蜜蜂乙酰胆碱酯酶基因Ace1和Ace2的m RNA相对表达量。【结果】饲喂法、点滴法和药膜法3种方法测定的吡虫啉对意大利蜜蜂的致死中浓度分别是7.15 mg/L、0.078 ng/蜂和51 ng/cm2。3种作用方式下,吡虫啉均抑制了乙酰胆碱酯酶活性;随着浓度增加,ACh E酶活性处于下降状态,但降低较少。LC5浓度的吡虫啉对蜜蜂ACh E活性具有明显影响,24 h内ACh E活性呈现增强-抑制-增强的趋势。饲喂蜜蜂LC5亚致死浓度的吡虫啉后,Ace1和Ace2被诱导表达,但在1、2和16 h与对照无明显差异。【结论】亚致死浓度的吡虫啉对蜜蜂乙酰胆碱酯活性具有抑制作用,并且存在明显的剂量效应和时间效应,对Ace1和Ace2具有诱导效应,酶活性水平和m RNA相对表达水平不一致。     

胆碱能神经及其递质乙酰胆碱对肺血管的作用

人与动物的肺血管都具有肾上腺素能和胆碱能双重神经支配。大量工作证实,肺血管壁存在着α和β两种肾上腺素能受体,在数量和功能上似乎较胆碱能系统占明显优势。阻断β受体可使缺氧对肺循环的缩血管作用增强,而阻断α受体,或者影响不大,或者使之削弱。因此,交感肾上腺素能系统参与肺血管运动的调节已经比较明确,而胆碱能系统在其中的作用则不太清楚。本文拟就迷走神经和胆碱能神经递质乙酰胆碱(ACh)对肺血管的作用问题作一些讨论。     

乙酰胆碱酯酶的圆二色性分析

本文对中国南海丁氏双鳍电鳐电器官(AchE)的CD光谱进行了研究,测定了不同pH,不同温度和不同浓度下AchE主链构象的变化.结果表明,AchE在酸性和碱性环境中,α-螺旋量均减少,且与活性有平行关系:当温度超过50℃时,α-螺旋量开始下降.温度升高至70℃,螺旋结构全部消失.酶蛋白浓度大于0.3mg/ml时,结构量变化不大,而在稀溶液中α-螺旋量则大大降低.本文在计算AchE主链结构量的基础上对其构象的稳定性作了进一步的讨论.     

家蝇中乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶和多功能氧化酶活性与抗药性的关系

本文对几种抗药性和敏感性家蝇品系的乙酰胆碱酯酶(AChE)、羧酸酯酶及多功能氧化酶(MFO)进行了测定.结果表明:①抗药性品系和敏感性品系的AChE活力差异不大, 有机磷抗性品系的AChE对对氧磷的不敏感性比敏感性家蝇明显增大.②某些抗药性家蝇的羧酸酯酶活力比敏感性家蝇大.③抗药性家蝇的MFO活力(O-脱甲基和环氧化)比敏感性家蝇均有不同程度的增高.④二氯苯醚菊酯抗性家蝇对有机磷有负交互抗性.     

乙酰胆碱酯酶的结构与功能研究进展

乙酰胆碱酯酶是多分子型复杂蛋白质,广泛分布于各种组织,其主要功能是催化水解神经递质乙酰胆碱,近年来发现其有非胆碱能活性。同一组织不同分子型乙酰胆碱酯酶其催化机制及K_m具有相似性,但其一级结构不同。乙酰胆碱酯酶催化效率很高,其催化机制包括靠近、定向、一般酸碱催化及电荷接力系统等过程。乙酰胆碱酯酶在粗面内质网内合成,其代谢过程受某些因素的调节,在某些病理状态下酶活性发生改变。     

抗性品系棉蚜乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的变异

用浸叶法测定了采自我国不同地区(泰安、莱阳、南京、北京和安阳)的棉蚜品系Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ对久效磷、甲胺磷、抗蚜威和灭多威等杀虫剂的抗性水平,各棉蚜品系对杀虫剂的抗性依次为Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ,Ⅱ>Ⅰ。进一步研究表明,Ⅴ和Ⅳ品系棉蚜乙酰胆碱酯酶对杀虫剂的敏感性显著下降,Ⅱ品系次之,Ⅲ和Ⅰ品系接近于敏感品系。Ⅴ和Ⅳ品系乙酰胆碱酯酶的Km值显著下降,表明酶发生了质的变化。不同棉蚜抗性品系的酯酶（全酯酶和羧酸酯酶）活性均显著升高,其中Ⅲ品系的酯酶活力为Ⅱ品系的2倍。Ⅴ品系羧酸酯酶Km值达2460.4 μmol/L,而Ⅳ品系仅为84.4 μmol/L,该两个品系羧酸酯酶发生了质的变化。研究结果表明,不同抗性程度的棉蚜品系均存在代谢抗性和靶标抗性。低抗水平的棉蚜品系,以代谢抗性为主,靶标抗性为辅;中抗水平的棉蚜品系,抑或由于解毒代谢酶的活性显著增强,也可能由于靶标的敏感性显著下降;而高抗水平的棉蚜品系,依赖于代谢抗性和靶标抗性的联合作用。     

钙离子振荡对肝糖磷酸化酶激活的随机效应研究

在复杂生化系统的研究过程中,仿真与建模变得越来越重要.对于参与分子数量比较大的生化系统,通常可以采用常微分方程来解决这一问题.对于分子数量比较小的系统,离散粒子基础上的随机模拟方法更精确.然而目前还没有明确的理论方法来确定,对于实际问题用哪种方法能得到更合理的结果.因此需要在一个普遍研究的体系中,通过Ca~(2+)振荡传导信号来研究从随机行为到确定行为的过渡过程.本文以肝细胞中Ca~(2+)振荡对肝糖磷酸化酶激活随机效应为例,讨论了利用随机微分方程来解决分子数量比较小的生化系统的仿真与建模问题,利用细胞内Ca~(2+)有关的Li-Rinzel随机模型,研究了在磷酸化酶降解肝糖的磷酸化-去磷酸化作用循环过程中,三磷酸肌醇受体通道(IP_3R)释放Ca~(2+)的调控作用.结果表明,肝糖磷酸化酶的激活率随受体通道IP_3R的总数增大而减弱,而且三磷酸肌醇浓度比较小时出现相干共振.     

原子力显微观察巯基反应剂对乙酰胆碱酯酶立体结构的影响

目的:研究巯基及二硫键对乙酰胆碱酯酶(AChE)高级结构的作用。方法:将与巯基反应剂GSH和DTT作用前后的AChE重组到磷脂膜上,置于原子力显微镜下观察,扫描方式为空气中接触模式。结果:天然的AChE直径不均一,既有大粒子也有小粒子,平均最大直径(95±44)nm,平均半径(43±17)nm,平均高度(9.25±2.62)nm;与GSH反应后的AChE整体粒径明显变小,最大直径(31±13)nm,平均半径(15±4)nm,平均高度(4.02±0.67)nm;与DTT反应后的AChE边界模糊。结论:GSH可将AChE多聚体还原为单体;相同浓度的DTT作用不明显。     

抗胆碱酯酶剂亚致死剂量对棉铃虫毒力的影响及对乙酰胆碱酯酶的诱导作用

辛硫磷、马拉硫磷和灭多威3种抗胆碱酯酶剂亚致死剂量（LD10）预处理棉铃虫Helicoverpa armigera 3龄幼虫24 h后,对辛硫磷、马拉硫磷、灭多威、溴氰菊酯和高效氯氰菊酯5种杀虫药剂的毒力影响有明显差异。酶动力学研究表明：在48 h内,辛硫磷亚致死剂量对棉铃虫乙酰胆碱酯酶比活力有一定的抑制作用,24 h仅为对照组的0.56倍;马拉硫磷、灭多威则可以诱导乙酰胆碱酯酶的比活力增加,诱导最大值时间分别为3 h和12 h。通过对米氏常数（K_m）值分析表明,辛硫磷诱导48 h内对乙酰胆碱酯酶与底物亲和力的影响不大,马拉硫磷、灭多威诱导48 h内乙酰胆碱酯酶对底物亲和力有所下降,其中灭多威诱导组最为明显。3种药剂亚致死剂量处理24 h后,通过蔗糖密度梯度离心表明5%蔗糖梯度层乙酰胆碱酯酶分布百分数明显高于对照组,而20%蔗糖梯度层却明显低于对照组,说明亚致死剂量处理可能引起乙酰胆碱酯酶分子型及不同分子型分布比例的变化。     

乙酰胆碱酯酶的非经典功能及其与A1zheimer's疾病的关系

乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase,AChE)是主要存在于神经系统的一种水解酶,其经典功能是水解神经递质乙酰胆碱,从而终止神经冲动的传递。但是近年来,研究者发现许多证据表明它具有“非经典”的新功能,引起了人们的关注。除了水解神经递质乙酰胆碱的经典功能外,AChE对神经细胞的分化、迁移,突触的形成,造血系细胞和肿瘤细胞的增殖与分化调控也有作用。最近的研究结果显示：AChE可能在细胞凋亡过程中起重要作用,这对于认识Alzheimer‘s疾病（AD）的发病机理又有新的进步。     

羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶在褐飞虱对马拉硫磷抗性发展中的作用

对室内筛选褐飞虱Nilaparvata lugens Stal对马拉硫磷抗性及羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶的连续变化进行了研究。结果表明,抗性发展在不同世代之间存在一定的变化。LD₅₀的最大变化发生在第3代和第5代之间。在筛选的前5代,羧酸酯酶活性上升与马拉硫磷抗性变化存在很好的相关性,而乙酰胆碱酯酶敏感性在第6代和第8代间的变化与抗性发展存在很好的相关性。可见,羧酸酯酶活性的上升在抗性发展的早期阶段起重要作用,而乙酰胆碱酯酶不敏感在抗性发展的后期阶段起更重要作用。