Влияние цитоскелета на активность и свойства ацетилхолинэстеразы эритроцитов крыс
- Авторы: Абдурахимов А.А.1, Айтмухамбетова И.Р.1,2
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО «Тюменский государственный университет»
- ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России
- Выпуск: Том 28, № 11 (2025)
- Страницы: 101-106
- Раздел: Вопросы экспериментальной биологии и медицины
- URL: https://journal-vniispk.ru/1560-9596/article/view/351553
- DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2025-11-13
- ID: 351553
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
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
Открыть статью на сайте журналаОб 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, 6И. 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, 54Список литературы
- 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.).
- 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.
- 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.
- Zhou W., Lv S. Delayed recovery from paralysis associated with plasma cholinesterase deficiency. SpringerPlus. 2016; 5: 1–4.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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): 334354. (In Russ.).
- 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.
- Steck T., Kant J.A. Preparation of impermeable ghosts and inside-out vesicles from human erythrocytes. Methods in Enzymology, Biomembranes. 1989; 3: 172–180.
- Петров К.А., Харламова А.Д., Никольский Е.Е. Холинэстеразы: взгляд нейрофизиолога. Гены и Клетки. 2014; 9(3): 160–167. (In Russ.).
- Nigra A.D., Casale C.H., Santander V.S. Human erythrocytes: cytoskeleton and its origin. Cellular and Molecular Life Sciences. 2020; 77: 1681–1694.
- 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.
- 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.
- Ellman G.L., Courtney K.D., Andres V.J. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochemical Pharmacology. 1961; 7: 88–95.
- 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.).
- 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
