Сравнительное исследование структуры и функционирования активного центра холинэстераз позвоночных и беспозвоночных

• Автор: Моралев, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 246 с. : ил.

Принятые сокращения и химические названия соединений
Актуальность темы
Цель работы
Положения, выносимые на защиту
Научная новизна результатов
Теоретическое и практическое значение работы
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. РАЗНООБРАЗИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХОЛИНЭСТЕРАЗ
У РАЗЛИЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
1.1.1. ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ ПОЗВОНОЧНЫХ (Chordata: Vertebrata)
1.1.2. ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ НАСЕКОМЫХ (Arthropoda: Insectä)
1.1.3. ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ МОЛЛЮСКОВ (Mollusca)
1.2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ
1.2.1. ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА
1.2.2. ВТОРИЧНАЯ И ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРЫ
1.2.3. ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА
1.2.4. ТОПОГРАФИЯ АКТИВНОГО ЦЕНТРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ
1.2.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АМИНОКИСЛОТНЫХ ОСТАТКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В АКТИВНОМ ЦЕНТРЕ
1.3. МЕХАНИЗМ И КИНЕТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХОЛИНЭСТЕРАЗ
С СУБСТРАТАМИ И ИНГИБИТОРАМИ
1.3.1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С СУБСТРАТАМИ

1.3.2. АЛЛОСТЕРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ АКТИВНОСТИ АЦЕТИЛХОЛИНЭСТЕРАЗ. “СУБСТРАТНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ”
1.3.3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОБРАТИМЫМИ ИНГИБИТОРАМИ
1.3.4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ И КАРБАМАТНЫМИ ИНГИБИТОРАМИ
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
11.1. ИССЛЕДОВАННЫЕ ХОЛИНЭСТЕРАЗЫ
11.2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ХОЛИНЭСТЕРАЗ И СКОРОСТИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С НЕОБРАТИМЫМИ ИНГИБИТОРАМИ
11.3. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ
11.3.1. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ДАННЫХ
11.3.2. РАНЖИРОВАНИЕ ДАННЫХ
11.3.3. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ
11.3.4. КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ
11.3.5. ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ
11.3.6. МНОГОФАКТОРНЫЙ ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ
Глава III. НОВЫЕ ДАННЫЕ О МЕХАНИЗМЕ КОМБИНИРОВАННОГО
ИНГИБИРОВАНИЯ ХОЛИНЭСТЕРАЗ
ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
ГЛАВА IV. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ О СУБСТРАТНОИНГИБИТОРНОЙ СПЕЦИФИЧНОСТИ ХОЛИНЭСТЕРАЗ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
ГУЛ. СУБСТРАТНАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ
IV.2. СПЕЦИФИЧНОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ШЕСТЬЮ СТАНДАРТНЫМИ НЕОБРАТИМЫМИ ИНГИБИТОРАМИ

IV.3. СПЕЦИФИЧНОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ДИАЛКИЛФОСФАТАМИ, ИМЕЮЩИМИ АЛКИЛЬНЫЕ РАДИКАЛЫ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЫ И РАЗВЕТВЛЕННОСТИ
ГЛАВА V. МНОГОМЕРНЫЙ СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ АКТИВНОГО ЦЕНТРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ РАЗЛИЧНОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
УЛ. ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СТРОЕНИЯ «КАТАЛИТИЧЕСКОЙ МАШИНЫ» АКТИВНОГО ЦЕНТРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ
V.2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ АЦИЛЬНОГО КАРМАНА
ХОЛ ИНЭСТЕР АЗ
УЗ. ВЫЯВЛЕНИЕ УЧАСТКОВ АКТИВНОГО ЦЕНТРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ
НАСЕКОМЫХ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РАЗЛИЧИЯ В ИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
К НЕОБРАТИМЫМ ИНГИБИТОРАМ
ГЛАВА VI. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ МЕЖДУ СТРОЕНИЕМ АКТИВНОГО
ЦЕНТРА ХОЛИНЭСТЕРАЗ И ФИЛОГЕНИЕЙ ЖИВОТНЫХ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЦИТИ РУ ЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

эксперименты с мутантными ферментами позволили прояснить вопрос о механизме неконкурентного ингибирования активности АХЭ лигандами, взаимодействующими с ПАП, и тесно связанного с ним "субстратного ингибирования”.
Было высказано предположение [139, 260, 272, 274, 294, 297], что взаимодействие ингибиторов и АХ с ГТАП аллостерически вызывает дезориентацию ароматического кольца остатка У84, составляющего “анионный” пункт ХЭ. Последовательность конформа-ционных изменений происходит по цепи V279 —> 1)72 -» У334 —> РЗЗ1 —> Е330(У у АХЭ млекопитающих) —» У84. Показано, что мутации остатков У84 снижают чувствительность фермента к лиганду ПАП пропидиуму, не изменяя при этом сродство к связыванию [139, 262], и V279, Б72 и У337(Б330) устраняют субстратное ингибирование [297].
Для аллостерического контроля активности АХЭ важны также другие остатки, взаимодействующие с У84 (цепь У84 <—> У130 <—> Е199 <—> НэО <—> Е443). Показано, что мутации остатка У130 снижают чувствительность АХЭ к пропидиуму [139], а остатка Е199 - устраняют субстратное торможение [186, 272, 297].
Однако одновременно мутации остатков У130, Е199 и Е443 сказываются на большинстве других каталитических характеристик фермента - снижается скорость гидролиза субстрата [260, 272, 297], повышается Хм [272], снижается скорость фосфорилирования и карбамилирования [139, 260, 272], снижается сродство к обратимым ингибиторам “анионного” пункта [260, 272, 297], снижается скорость реактивации [131], фосфорилированные мутантные АХЭ устойчивы к “старению” [263, 296]. Скорость декарбамилирования при мутации остатка Е199 не изменялась [272].
Поэтому возникает вопрос, является ли изменение конформации кольца У84 конечным или только промежуточным этапом в механизме ингибировании активности АХЭ лигандами ПАП и высокими концентрациями субстрата.
Однако и схема 1.4 недостаточно точно описывает реальную кинетику холинэсте-разного гидролиза. Поэтому была предложена схема [305], предполагающая, что