Влияние цитоскелета на активность и свойства ацетилхолинэстеразы эритроцитов крыс

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Ацетилхолинэстераза – ключевой фермент холинергической системы, который катализирует гидролиз ацетилхолина до холина и ацетата. Фермент обнаруживается в тканях мозга и эритроцитах млекопитающих. Изучение его активности в мембранных препаратах эритроцитов актуально для диагностики влияния фосфорорганических соединений и при создании методов коррекции нейродегенеративных заболеваний. Цитоскелет эритроцитов, основанный на комплексе спектрина и актина, играет важную роль в поддержании механических свойств клетки. Влияние компонентов цитоскелета на ферментативную активность ацетилхолинэстеразы позволяет глубже понять регуляцию этого фермента.

Цель исследования – изучение влияния цитоскелета на активность и кинетические параметры ацетилхолинэстеразы эритроцитов крыс.

Материал и методы. В эксперименте использовали крыс Wistar массой 200–230 г, содержавшихся на стандартной диете. Из полученных эритроцитов после гипоосмотического гемолиза готовили тени (мембранные препараты) и бесспектриновые везикулы, удаляя часть цитоскелетных белков. Активность ацетилхолинэстеразы определяли по методу Elman et. al., (1961) в пересчете на микромоли гидролизованного ацетилтиохолина. Оценку кинетических параметров (Km и Vmax) проводили по методу Лайнувивера–Берка.

Результаты. Активность фермента в бесспектриновых везикулах снижалась примерно на 30%, однако последующая обработка детергентом Тритон X-100 приводила к восстановлению активности до уровней, сопоставимых с тенями эритроцитов. Анализ показал, что отсутствие цитоскелета не вносило изменений в значения Km и Vmax, что подтверждает стабильность каталитических свойств фермента. Уменьшение белкового состава в везикулах подтверждено методом Лоури.

Выводы. Функциональная активность ацетилхолинэстеразы сохраняется при частичном удалении цитоскелета. Обработка детергентом выявляет латентную часть активности фермента, что связано с нарушением ориентации мембраны при везикуляции. Полученные результаты расширяют возможности использования мембранных препаратов эритроцитов в моделировании работы холинэстераз при различных физиологических и патологических состояниях.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Абдурахимов

ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: az.Abdurakhimov@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-7724-4436

магистрант, лаборант-исследователь лаборатории сельскохозяйственной микологии и защиты растений

Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Володарского, 6

И. Р. Айтмухамбетова

ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»; ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: ilnara.serikova.01@bk.ru
ORCID iD: 0009-0001-8894-5871
SPIN-код: 6784-5837

аспиран, магистрант, ассистент кафедры биохимии имени А.Ш. Бышевского

Россия, 625003, г. Тюмень, ул. Володарского, 6; 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54

Список литературы

  1. Казеннов А.М., Маслова М.Н., Шалабодов А.Д. Исследование активности Na/K-АТФазы в эритроцитах млекопитающих. Биохимия. 1984; 49(7): 1089–1095. (In Russ.).
  2. Лобзин С.В., Соколова С.А., Налькин С.А. Влияние дисфункции холинергической системы головного мозга на состояние когнитивных функций. Вестник северо-Западного государственного медицинского университета. 2017; 9: 53–58. doi: 10.17816/mechnikov20179453-58.
  3. Блума Р.К., Калинина И.Э., Иванова С.М. Исследование структурно-функциональных свойств мембраны эритроцитов с помощью флуоресцентных зондов ДСМ и ДСП-6. Биологические мембраны. 1992; 9(5): 453–463.
  4. Zhou W., Lv S. Delayed recovery from paralysis associated with plasma cholinesterase deficiency. SpringerPlus. 2016; 5: 1–4.
  5. Shi H., Liu Z., Li A. et al. Life Cycle-Dependent Cytoskeletal Modifications in Plasmodium falciparum Infected Erythrocytes. PLoS ONE. 2013; 8(4): 1–10.
  6. Mason J. The Recovery of Plasma Cholinesterase and Erythrocyte Acetylcholinesterase Activity in Workers after Over-exposure to Dichlorvos. Occupational Medicine. 2000; 50(5): 343–347. doi: 10.1093/occmed/50.5.343.
  7. Аникиенко (Бабушкина) И.В., Пивоваров Ю.И., Сергеева А.С. и др. Изменение характера связи между компонентами белкового спектра мембраны эритроцитов у больных гипертонической болезнью. Биологические мембраны: Журнал мембранной и клеточной биологии. 2019; 36(2): 137–146. doi: 10.1134/S0233475519020038.
  8. Dodge J., Mitchell C., Hanahan D. The preparation and chemical characteristics of hemoglobin-free ghosts of human erythrocytes. Arch. Biochem. Biophys. 1963; 100(1): 119–130.
  9. Боровская М.К., Кузнецова Э.Э., Горохова В.Г. и др. Структурно-функциональная характеристика мембраны эритроцита и ее изменения при патологиях разного генеза. Acta Biomedica Scientifica. 2010; 3(73): 334354. (In Russ.).
  10. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L. et al. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951; 193(1): 265–275.
  11. Steck T., Kant J.A. Preparation of impermeable ghosts and inside-out vesicles from human erythrocytes. Methods in Enzymology, Biomembranes. 1989; 3: 172–180.
  12. Петров К.А., Харламова А.Д., Никольский Е.Е. Холинэстеразы: взгляд нейрофизиолога. Гены и Клетки. 2014; 9(3): 160–167. (In Russ.).
  13. Nigra A.D., Casale C.H., Santander V.S. Human erythrocytes: cytoskeleton and its origin. Cellular and Molecular Life Sciences. 2020; 77: 1681–1694.
  14. Guiping W., David J., Zhuhao W. et al. Structural plasticity of actin-spectrin membrane skeleton and functional role of actin and spectrin in axon degeneration. eLife. 2019; 8: 1–22; https://doi.org/10.7554/eLife.387.
  15. Olszewska M., Wiatrow J., Bober J. et al. Oxidative stress modulates the organization of erythrocyte membrane cytoskeleton. Advances in Hygiene and Experimental Medicine. 2012; 66: 534–542.
  16. Ellman G.L., Courtney K.D., Andres V.J. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochemical Pharmacology. 1961; 7: 88–95.
  17. Ягодина Л.О. Применение метода Эллмана для определения кинетических параметров реакции, катализируемой Ацетилхолинэстеразой крыс Ratus Norvegicus. Вестник Казанского технологического университета. 2012; 15(22): 241–244. (In Russ.).
  18. Шалабодов А.Д., Маслова М.Н., Кыров Д.Н. Влияние солюбилизированных белков мембранного скелета эритроцитов на активность Na, K-АТФазы. Вестник Тюменского государственного университета. Серия: Экология и природопользование. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета. 2015; 1(1): 171–182. (In Russ.).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Активность АХЭ в бесспектриновых везикулах (1) и мембранных препаратах (тенях) эритроцитов (2); n = 6; * – достоверные различия на уровне значимости p < 0,05

Скачать (34KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Концентрация белка в тенях (1) и в везикулах (2); n = 6; * – достоверные различия на уровне значимости p < 0,05

Скачать (36KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изменение активности АХЭ в мембранных препаратах эритроцитов (тени и бесспектриновые везикулы) после воздействия детергента Тритон X-100: 1 –бесспектриновые везикулы; 2 – те же везикулы после обработки детергентом; 3 – тени эритроцитов. Статистически значимые различия при p<0,05 выявлены между бесспектриновыми везикулами и везикулами, обработанными детергентом, а также между бесспектриновыми везикулами и тенями эритроцитов (n=6)

Скачать (37KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2025