Mehanizam interakcije esteraza i organofosfornih spojeva

Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa RH (2002.-2006.)

Glavni istraživač: Vera Simeon
Od 1.1.2005. preuzela Zrinka Kovarik

SAŽETAK
Projekt obuhvaća istraživanje mehanizama interakcije esteraza s organofosfornim spojevima (triesteri fosforovih oksokiselina) te s drugim inhibitorima i supstratima. Neki bojni otrovi i neki pesticidi su po svojoj kemijskoj strukturi organofosforni spojevi. Istražuje se njihova interakcija s ovim esterazama: acetilkolinesteraza (AChE; EC 3.1.1.7), butirilkolinesteraza (BChE; EC 3.1.1.8) i hidrolaza triestera fosforne kiseline, paraoksonaza (EC 3.1.8.1). Organofosforni spojevi su inhibitori AChE i BChE, a supstrati hidrolaza triestera fosforne kiseline. Fiziološka funkcija AChE je brza hidroliza acetilkolina, prijenosnika živčanih impulsa u centralnom i perifernom živčanom sustavu. Toksičnost organofosfornih spojeva posljedica je uglavnom fosforilacije serina u aktivnom mjestu AChE. Fosforilirani enzim ne može više hidrolizirati acetilkolin čime se inhibira fiziološka funkcija toga enzima. Organofosforni spojevi također fosforiliraju serin u aktivnom mjestu BChE. Taj enzim nema vitalnu funkciju, ali vezanjem organofosfornih spojeva on ih odstranjuje iz organizma i na taj način smanjuje inhibiciju AChE. Hidrolaze triestera fosforne kiseline razgrađuju organofosforne spojeve, pa također imaju ulogu u detoksikaciji. Istraživanja su usmjerena na stereoselektivnosti tih enzima i ulogu pojedinih aminokiselinskih pobočnih lanaca u aktivnom mjestu AChE i BChE. Izvori enzima su prirodni i pročišćeni preparati enzima, te rekombinantni enzimi i mutanti. Mjeriti će se interakcija enzima sa supstratima (esterima karboksilnih kiselina) i kiralnim inhibitorima: organofosfornim spojevima, esterima karbaminske kiseline, te derivatima fenotiazina i kinuklidina Odrediti će se kinetičke konstante koje opisuju istraživane reakcije i iskušati kinetički modeli. Radi se također na standardizaciji mjerenja aktivnosti i određivanju fenotipova BChE i paraoksonaze u ljudskoj krvi. Mjerenje aktivnosti vršiti će se konvencionalnim metodama (spektrofotometrijska metoda i pH-statska titracija), te tehnikom zaustavljenog protoka.