Intermolecular forces between acetylcholine and acetylcholinesterases studied with atomic force microscopy

With the aid of atomic force microscopy, the intermolecular forces between acetyleholinesterases (AChE) and its natural substrate acetylcholine (ACh) have been studied. Through force spectrum measurement based on imaging of AChE molecules it was found that the attraction force between individual molecule pairs of ACh and AChE was (10±1) pN just before the quaternary ammonium head of ACh got into contact with the negative end of AChE and the decaying distance of attraction was (4±1) nm from the surface of ACHE. The adhesion force between individual ACh and AChE molecule pairs was (25±2) pN, which had a decaying feature of fast-slow-fast (FSF). The attraction forces between AChE and choline (Ch), the quaternary ammonium moiety and hydrolysate of ACh molecule, were similar to those between AChE and ACh. The adhesion forces between AChE and Ch were (20±2) pN, a little weaker than that between ACh and ACHE. These results indicated that AChE had a steering role for the diffusion of ACh toward it and had r     

乙酰胆碱酯酶与抑制剂分子对接的ABEEMσπ/MM研究

应用ABEEMσπ/MM方法,对乙酰胆碱酯酶抑制剂Tacrine(塔克宁)与组胺转甲基酶进行了分子对接.然后对乙酰胆碱酯酶与4种乙酰胆碱酯酶抑制剂的分子对接进行了研究.在研究中将受体分子固定,配体分子可自由移动,采用半柔性对接方式.通过对4种乙酰胆碱酯酶抑制剂与乙酰胆碱酯酶结合能大小的计算,得到结合能力大小顺序依次为:Donpezil(多奈哌齐)＞Huperzine(石杉碱甲)＞Rivastigmine(利发斯的明)＞Tacrine(塔克宁).这个顺序与实验中得到的乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制活性IC50值大小顺序相一致.为使用该方法进行抑制剂设计提供参考.     

含农药污水对乙酰胆碱酯酶结构影响的分子模拟

乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)是一种重要的生态环境监测大分子标记物。环境中污染物对蛋白结构的影响是AChE环境监测效果的关键因素。本文以对硫磷作为农药的代表，通过分子模拟方法在分子水平下对AChE在纯水和含农药污水体系中的结构进行了研究。结果表明，在分子模拟过程中，AChE蛋白在纯水和污水体系中结构变化均不明显。AChE蛋白在污水体系中表面积的增加归因于对硫磷分子导致的蛋白疏水性表面积的增加。AChE蛋白二级结构所含残基数量在纯水和污水中均没有明显变化，但污水会导致蛋白中氢键数目增加，以及水分子与蛋白间氢键数目的减少。AChE蛋白与对硫磷分子间的范德华力与库仑作用力均为吸引力，范德华力为主要作用力。在含对硫磷农药污水中，蛋白结构中PHE284残基的波动大，是影响AChE结构的关键残基。     

6-羟基石松碱与乙酰胆碱酯酶的相互作用

目前治疗阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)的主要药物为乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI).为探讨石松碱类化合物对AChE的抑制作用,以6-羟基石松碱(6-hydroxylycopodine,HLD)为对象,应用核磁共振、分子对接、酶活性测定、分子动力学模拟及自由能分析,研究了HLD与AChE的相互作用.研究发现6-羟基石松碱对乙酰胆碱酯酶具有混合型抑制作用,其结合作用主要来自氢键和范德华作用.     

AuNPs/Sol-gel复合膜法固定乙酰胆碱酯酶生物传感器检测有机磷农药

基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)的抑制作用,用金纳米粒子(Au nanoparticles,AuNPs)与壳聚糖/SiO2杂化溶胶-凝胶构成复合固酶基质,将AChE固定于玻碳电极表面,制备了电流型AChE生物传感器选用久效磷进行实验,以氯化硫代乙酰胆碱为底物,建立了电化...     

欧芹酚甲醚肟酯类化合物的制备及其抗乙酰胆碱酯酶活性研究

为研发具有AChE双位点抑制的新型乙酰胆碱酯酶抑制剂,本论文以香豆素类化合物欧芹酚甲醚为先导化合物,通过氧化、还原、酯化等反应设计合成了14个欧芹酚甲醚肟酯衍生物,并经核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)进行结构确证。采用Ellman法测定了目标化合物在1μmol·mL^-1下对乙酰胆碱酯酶的抑制活性,结果显示目标化合物4i和4n对乙酰胆碱酯酶的抑制率分别达到61.6%和51.2%,且与化合物浓度呈正相关。分子对接分析表明化合物4i可以和AChE的催化位点和外周阴离子位点结合。     

基于氮掺杂多孔碳的乙酰胆碱酯酶传感器检测残留农药甲拌磷

以制备的新型氮掺杂多孔碳为载体,玻碳电极(GC)为工作电极,构建了乙酰胆碱酯酶(ACh E)传感器,用于有机磷农药甲拌磷的检测研究。在1.0 mmol/L底物氯化乙酰胆碱溶液中的差分脉冲扫描结果表明,ACh E/GC电极上的峰电流为0.195 8μA,而ACh E/氮掺杂多孔碳/GC电极上的峰电流为0.841 4μA,说明氮掺杂多孔碳材料可有效固定ACh E,提高检测灵敏度。采用ACh E/氮掺杂多孔碳/GC电极对不同浓度甲拌磷进行测定,在6.0×10-10~1.2×10-6g/L浓度范围内,抑制率与甲拌磷浓度的负对数呈良好的线性关系(r2=0.998 5)。按照抑制率为10%计算,检出限为5.8×10-12g/L。采用加标回收法检测菠菜汁样品中的甲拌磷,回收率为91.7%~97.4%。     

毛细管电泳法测定天麻素对乙酰胆碱酯酶活性的抑制

阿尔茨海默症（AD）是引起中老年人痴呆最常见的疾病。目前治疗AD的药物主要为乙酰胆碱酯酶抑制剂（AChEI）。建立快速地从天然产物中筛选AChEI的方法,将对临床治疗AD产生积极的作用。该研究建立了一种简单可靠的AChEI筛选新方法。通过海美溴铵在毛细管内壁形成一段正电荷涂层,再经过离子吸附作用制备1.5 cm长的乙酰胆碱酯酶（AChE）反应器。底物碘化乙酰硫代胆碱在0.015 MPa压力下进样10 s,在微酶反应器中停留1 min后采用毛细管电泳（CE）法对底物和酶解产物进行分离。天麻素是天麻的重要药效成分之一,对AChE具有抑制作用。该研究以天麻素为例,根据加入药物前后酶解产物峰面积的差异,完成天麻素对AChE活性的抑制能力的测定。结果表明,随着天麻素浓度的增加,产物峰面积逐渐减小,对AChE的活性抑制变大。该方法所建微酶反应器产物峰面积的RSD值小于5.3%,可连续使用300次。当天麻素浓度为5.24 μmol/L时,对AChE活性抑制率达到64.8%。根据加入不同浓度天麻素时的抑制率,测定出天麻素的IC₅₀值为（2.26±0.14）μmol/L（R²=0.9983）。与传统紫外分光光度法所得结果（2.09±0.18）μmol/L吻合较好。固定化酶微反应器的活性变差时,可以洗脱掉固定在柱上的AChE,重复酶的固定化步骤即可完成再生。该方法简单、高效,运行成本低,柱上固定的AChE酶反应器稳定性较好,可重复使用,极大地提高了工作效率,未来有望应用于各类AChEI的高通量筛选,对AD药物的研发具有积极作用。     

前胡内酯肟酯衍生物的合成及其抑制乙酰胆碱酯酶活性评价

本文以香豆素类化合物前胡内酯为先导化合物,设计合成了12个前胡内酯肟酯衍生物,所有目标化合物经熔点、~1H NMR和MS进行结构确证。体外抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)活性评价结果表明,在1μmol/mL浓度下,目标化合物4a和4k对AChE具有较强的抑制活性,其抑制率分别达到58.05%和66.27%。初步构效关系研究表明,引入吲哚环能提高前胡内酯对AChE的抑制活性。通过分子对接方法考察了化合物4k与AChE结合的模式,发现目标化合物可以和AChE的催化活性中心部位结合。     

固定化乙酰胆碱酯酶的制备及其特性研究

本研究以期研制出能重复使用的固定化乙酰胆碱酯酶(AChE),为天然产物复杂体系中AchE抑制剂筛选新方法的发展奠定基础.以氨基化硅胶(APS-Si)微球为载体,戊二醛为交联剂对乙酰胆碱酯酶进行交联固定化,并研究了酶的最佳固定化条件和固定化酶的性质.结果表明,0.05 g氨基化硅胶微球载体,用戊二醛溶液活化6 h后,在给酶量5 U,28℃固定16 h条件下,得到固定化酶的活性最大.固定化酶在常温(20～40℃),以及较宽pH范围内(pH 6～10)均具有较高的活性,并且具有良好的保存稳定性和可重复利用率,为基于固定化靶酶亲和-色谱质谱联用分析快速筛选乙酰胆碱酯酶抑制剂新方法的发展奠定了基础.     

钯-四氧化三铁纳米复合物生物传感器的制备及检测有机磷农药的研究

合成钯-四氧化三铁纳米粒子(Pd-Fe3O4NPs)并制备了乙酰胆碱酯酶(AChE)电流型生物传感器用于检测有机磷杀虫剂。Pd-Fe3O4NPs在电极与乙酰胆碱酯酶之间提供了一个具有较高电子传导性、较好生物相容性和较强催化活性的微环境,有效地提高了乙酰胆碱酯酶的生物活性和有机磷杀虫剂对乙酰胆碱酯酶的抑制作用。以对硫磷为有机磷杀虫剂模型分子,乙酰胆碱酶的抑制率与对硫磷浓度在5×10-12～1×10-9mol/L之间呈现良好的线性关系,检测限为2.5×10-12mol/L。     

基于固定化酶的乙酰胆碱酯酶抑制剂体外筛选模型的建立

以可重复使用的固定化酶代替游离态酶, 建立一种基于比色分析的乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂体外筛选新模型. 采用以氨基化硅胶为载体固定的AChE优化了实验条件, 用AChE抑制剂阳性对照物他克林和毒扁豆碱对该模型进行验证, 还对模型技术参数进行评价, 并将新模型用于单体化合物及天然产物粗提物AChE抑制活性评价. 结果表明, 最佳实验条件为: 固定化酶用量55 μL, 底物浓度5 mmol/L, 甲醇、 乙醇及体积分数不高于6%的二甲基亚砜水溶液均可作为样品溶剂; 模型验证及模型技术参数评价结果良好, 该模型对AChE抑制剂筛选有较好的特异性和灵敏度, 可用于筛选AChE抑制剂. 该模型具有适用性强、 固定化酶可重复使用及结果可靠等优点, 是单体化合物及天然产物粗提物AChE抑制剂活性评价的有效方法.     

乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱水解反应的量子化学研究

应用量子化学和分子力学方法研究乙酰胆碱酯酶催化疏代乙酰胆碱水解反应中的乙酰化反应,计算了反应物、过渡态、产物及中间体的几何结构-及电子结构.结果表明,乙酰化反应机理是质子化和亲核进攻同时进行的协同机理.     

基于乙酰胆碱酯酶构建pH响应生物传感器用于Hg(Ⅱ)检测

以磁纳米颗粒和金纳米颗粒为载体,以核酸适配体和Hg~(2+)为生物识别单元,构建一种乙酰胆碱酯酶(AChE)联Hg~(2+)生物传感平台。分别对磁纳米颗粒进行适配体功能化,金纳米颗粒进行AChE修饰和适配体的功能化,通过目标物Hg~(2+)驱动富含碱基T的适配体形成T-Hg~(2+)-T结构,形成金-磁组装体,通过磁分离调控检测体系中AChE的浓度,AChE催化底物乙酰胆碱(ACh)水解引起反应体系的pH变化,从而实现目标物Hg~(2+)的定量检测。结果表明,方法检测范围为0.1～10 ng/mL,检出限为0.05 ng/mL。将该方法应用于自来水样品中Hg~(2+)的检测,当加标水平为0.1,1,10 ng/mL时,回收率为102.2%～113.2%,相对标准偏差为3.5%～4.1%。     

家蝇中乙酰胆碱酯酶的提取纯化及应用研究

研究了用Procainamide亲和层析色谱纯化家蝇头部乙酰胆碱酯酶(AChE),AChE的纯化倍数为63.27倍,产率为93.86%。通过测定AChE活力被抑制的程度可以快速测定敌敌畏和克百威残留量。研究结果表明,在0.09~200μg/L范围内,AChE抑制率与敌敌畏和克百威质量浓度的回归方程分别为Y=9.1321 Lnρ 33.904(r=0.9893),Y=10.738 Lnρ 26.125(r=0.9962);敌敌畏与克百威的检出限分别为1.13±0.42μg/L和2.28±0.76μg/L,对果蔬等实际样品的加标回收率为74%~118%。     

纳米氧化钛与小鼠乙酰胆碱酯酶的作用关系

纳米TiO₂已在各领域得到广泛应用, 由于其小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等性质因而具有很强的生物学效应, 易进入人体内, 因而担心对人的健康构成潜在危害作用, 但其作用机制不明朗. 通过体内和体外实验相结合的研究方法, 运用光谱学的手段, 研究了纳米TiO₂颗粒与乙酰胆碱酯酶(AChE)结构-功能的作用关系. 结果表明, 在体内, 随着纳米TiO₂颗粒处理剂量的增加, AChE活性明显增加. 在体外, 一定浓度范围内纳米TiO₂颗粒对AChE有显著的激活作用. 光谱学分析证实纳米TiO₂颗粒与AChE直接发生结合作用, 强结合位点数为1.6个, 结合常数为2.56×10⁷ L•mol^－1, 而弱结合位点的结合常数为3.06×10⁶ L•mol^－1. 过多纳米TiO₂颗粒的结合将导致AChE去折叠并破坏其二级结构. 提示纳米TiO₂颗粒处理引起小鼠体内AChE活性的变化可能与纳米TiO₂颗粒结合后引起AChE的结构变化有密切关系.     

基于乙酰胆碱酯酶抑制的有机磷农药生物传感器研究进展

有机磷农药(OPs)残留可通过食物链在生物体内富集,从而对自然生态和人类健康带来极大威胁.用于检测有机磷农药的传统分析方法(如高效液相色谱法和气相色谱法)具有响应时间较长、成本较高以及检测程序复杂等局限.近年来,生物传感因具有专一性强、速度快、准确度高等优势被广泛用于分析领域.而利用乙酰胆碱酯酶(AChE)作为识别元件...     

基于碳球的乙酰胆碱酯酶传感器用于对硫磷的检测研究

以硼掺杂金刚石电极(BDD)为工作电极,利用碳球(Cs)固定乙酰胆碱酯酶(ACh E),制备ACh E/Cs/BDD传感器,将其用于农药残留对硫磷的检测。在1.0×10-9~2.0×10-7g/L范围内,对硫磷标液的抑制率与其浓度的负对数呈良好的线性关系,线性方程为A(%)=-11.957x+147.575(%),相关系数R2为0.999。按照抑制率为10%计算,检出限为0.310×10-11g/L。用该传感器对青菜叶汁进行检测,回收率在89.4%~107.5%范围内。     

基于铜-巯基配位聚合物电化学催化的新型乙酰胆碱酯酶电化学传感器

乙酰胆碱酯酶（AChE）是普遍存在于周围神经系统中的一种关键酶,可特异性催化底物乙酰胆碱发生水解反应,产生胆碱和醋酸盐,这一过程与阿尔兹海默症和炎症过程等相关疾病有着密切的关系.在本研究中通过硫代胆碱（TCh）与Cu（Ⅱ）反应合成了一种铜-巯基配位聚合物[命名为TCh-Cu（Ⅱ）CP],并发现该聚合物具有独特的电催化活性,基于此构建了一种用于AChE活性检测和抑制剂筛选的新型电化学生物传感平台.结果表明,该聚合物修饰在电极表面后可以催化邻苯二胺产生明显的电化学信号,信号强度与AChE浓度在0.05至100 mU·mL^-1范围内具有良好的线性关系,检出限为0.03 mU·mL^-1（S/N=3）,通过该方法还实现了AChE抑制剂的筛选.和传统的检测方法相比,该传感方法具有制备简单、选择性高和灵敏度高等特点.     

基于DNAzyme的自驱动DNA分子机器检测有机磷农药

通过范德华力作用,将脱氧核酶(DNAzyme)和6-羧基荧光素(FAM)标记的底物链共修饰的金纳米粒子(AuNPs)负载于MnO2纳米片上,构建了一种自驱动DNA分子机器.乙酰胆碱酯酶(AChE)将其底物乙酰硫代胆碱(ATCh)转化为硫代胆碱(TCh)后,MnO2纳米片被降解为Mn2+,激活DNAzyme切割底物链的循...