=== Структура АХЭ ===

АХЭ существует в двух формах — гомомерных олигомеров (мономеров, димеров, тетрамеров) из каталитических субъединиц и гетеромерных комплексов из каталитических и структурных субъединиц (Massoulie, 2000; Taylor et al., 2000). Гомомерные формы могут быть свободно растворенными в цитоплазме (видимо, эти молекулы в дальнейшем секретируются), а также связанными с наружной поверхностью клеточной мембраны через собственные гидрофобные аминокислотные последовательности или через присоединенный гликофосфолипид. Гетеромерный комплекс, широко представленный в межнейронных синапсах, образован тетрамером из каталитических субъединиц, связанным дисульфидным мостиком со структурной субъединицей с молекулярной массой 20 000, присоединенной, в свою очередь, к липидам наружной поверхности клеточной мембраны. С постсинаптической мембраной нервно-мышечного синапса связан другой гетеромерный комплекс Он также образован тетрамерами из каталитических субъединиц, связанными дисульфидными мостиками со структуру субъединицей, но последняя сходна по структуре с коллагеном, образована, как и он, тремя нитями (к ним и присоединяются тетрамеры из каталитических субъединиц), а ее молеку. лярная масса равна 1 000 000.

Методами молекулярного клонирования показано, что АХЭ разных позвоночных кодируется одним геном (Schumachera al., 1986; Taylor et al., 2000). Вариантов же АХЭ (то есть продуктов этого гена) много, что объясняется альтернативным сплайсингом мРНК. Эти варианты различаются только строении С-концевого фрагмента; участок же, обеспечивающий каталитическую активность, одинаков. Поэтому у всех позвоночнш АХЭ должна обладать одинаковым сродством к субстратами ингибиторам.

Другой (хотя и близкий по структуре) ген кодирует псевдохолинэстеразу. Последняя образуется в печени, а содержится в основном в плазме (Lockridge et al., 1987). Холинэстеразы относятся к суперсемейству белков, для которых характерен общие структурный мотив из β-слоев, окруженных а-спиралями; этот мотив называется а,β-гидролазной складкой (Cygleret al., 1993). В это суперсемейство входят также некоторые другие эстеразы, отсутствующие в ЦНС гидролазы и, как ни странно, белки 6с гидролазной активности (например, тиреоглобулин и белки семейства нейролигина; Taylor et al., 2000).

При реконструкции трехмерной структуры АХЭ видно, что активный центр располагается почти строго в центре каждой каталитической субъединицы на дне узкого кармана глубиной около 20 ангстрем (каталитического кармана) (Sussman et aL, 1991; Bourne etal.. 1995). Здесь находится «каталитическая триада» — Сер , Гис447 и Глу334 (рис. 8.1). Механизм ее активности такой же, как у других гидролаз, — гидроксильная группа серина приобретает высокую нуклеофильность благодаря системе с переносом заряда, образованной карбоксильной группой глутамата, имидазольной — гистидина и гидроксильной — серина (рис. 8.2, А).

В процессе гидролиза сложноэфирной связи ацетилхолина, молекула которого имеет вид треугольника, между ним и активным центром вначале образуется промежуточное соединение тетраэдрической структуры (рис. 8.2, Б). Затем оно распадается, и остается ацетилированный фермент и свободный холин (рис. 8.2, В). Ацетилированный фермент быстро гидролизуется с образованием активного фермента и остатка уксусной кислоты (рис. 8.2, Г; см. также Froede and Wilson, 1971; Rosenberry, 1975). АХЭ — это один из самых быстродействующих известных ферментов. Одна его молекула способна расщеплять 6 х 105 молекул ацетилхолина в 1 мин (то есть одну молекулу ацетилхолина в 150 мкс).

=== Механизм действия ===