乙酰胆碱酯酶的分子模拟+文献综述(2)
生物技术中对酶方面的研究更是占了不可替代的位置。例如：易萍[1]等人研究DNA连接酶进行相关检测，李雅潇[2]等人利用计算机辅助研究了抗糖尿病PPARs调剂剂的应用。Fayez Raiesi[3]等人研究了酶对土壤的活性刺激，结果表明可以对伊朗西北原始森林的土壤产生一定优良影响。由此表明研究生物中酶的相关性质结构，对其发展意义重大。
第1章 研究内容介绍
1.1 酯酶
酯酶是生物酶类中的一种水解酶，催化酯水解酶类都可以称为酯酶。脂肪酶与真正意义上的酯酶非常不同，狭义上的酯酶有脂肪酶的意思，因为它可以水解低级脂肪酸酯。酯酶常易于作用于乳化底物，这是区分酯酶与脂肪酶的重要性质之一。通过分解反应，在水分子的作用下，使得酯类物质分解为酸类和醇类，这类酶会参与多种生物之间发生化学反应，依其专属受质、功能，以及蛋白质结构而有所不同。反应过程如下：
酯+H2O→酸+OH化合物。（图1）
图1 酯酶的反应过程
同样具有酯酶作用情况还会发生在蛋白酶催化氨基酸的酯水解反应中。根据反应条件的不同，我们发现相应的反应也可逆行，但一般来说是反应是向着分解的方向进行的。另外，还有与基团进行转移反应的，那样便不易与转移酶（transfe－rase）进行区别。
通常酯酶的催化机制分为有两个主要的过程。第一步形成酰基化的酶中间体，第二步是降解中间。两个步骤重复，底物中酸的部分便可以被释放出来。催化过程涉及一个酰基化的醇中间体和两个不同的四面体中间体。最终，被保留下来的丝氨酸残基为谷氨酸空间位置的确定提供了结构支持，从而稳定了催化三联体[4]。
一般来说一种物质的结构相应的反映了其性质功能，所以深入了解酯酶结构才可以更好地利用和改造酯酶。研究发现酯酶的立体结构属于α/β典型的折叠水解酶结构(图2)。它由8个平行的β折叠片组成一个中心，在第三个到第八个β折叠片之间分别有α螺旋相连，排列在β折叠片的两侧。β折叠片左手超螺旋扭曲，导致β1和β8在空间上以近似90度的夹角相互交叉。这种α/β折叠水解酶的折叠结构为酯酶活性位点提供了稳定的支架[5-7]。
图2 典型的α/β水解酶折叠结构
酯酶是丝氨酸水解酶中的一个大类。不论是酯酶还是脂肪酶都具有高度的催化特性，并且具有专一性，那是因为它们的结构中含有特殊的活性结构，它们的催化机制都包含一个由丝氨酸、组氨酸以及谷氨酸或天冬氨酸残基所组成的催化三联体，还有几个起着稳定作用的氨基酸残基构成的氧负离子洞。根据这种特殊的性质，人们开始研究制造相关的抑制剂，杀虫剂等等，为人类生活带来了很大的益处。所以研究酯酶的相关分子结构也具有重要意义。
1.1.1 乙酰胆碱酯酶的介绍
酯酶是催化酯水解酶类的总称。按照作用的底物种类可以分为几大类。
（1）羧酸酯，例如脂酶，胆碱酯酶；
（2）硫酯；
（3）磷酸单酯酶，磷酸单酯，如碱性磷酸酶；
（4）磷酸二酯酶，磷酸二酯，如核酸酶，磷脂酶；
（5）硫磷酸酯；
（6）硫酸酯，硫酸酯酶。
其中在胆碱酯酶中包含一种比较重要的酯酶，也就是乙酰胆碱酯酶。乙酰胆碱酯酶 （acetylcholine esterase EC3.1.1.7）胆碱酯酶中的I型（true choli-neesterase）底物特异性高，由于只分解以乙酰胆碱为中心的比较狭窄范围的底物，所以才有了这样的称呼。乙酰胆碱酯酶简称ACHE（也称真性胆碱酯酶），它的活性高，选择性水解ACH的必不可少的酶，能使乙酰胆碱（ACh）水解成乙酸和胆碱。