Kolinesterazların lipid metabolizmasındaki potansiyel rolü: Enzimatik hidroliz, inhibisyon kinetiği ve moleküler etkileşimler
The potential role of cholinesterases in lipid metabolism: Enzymatic hydrolysis, inhibition kinetics and molecular interactions
- Tez No: 1011387
- Danışmanlar: PROF. DR. EBRU BODUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Asetilkolinesteraz, Butirilkolinesteraz, Acetylcholinesterase, Butyrylcholinesterase
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kolinesterazlar, başlıca kas-sinir kavşaklarında asetilkolin yıkımı aracılığıyla nörotransmisyonu sonlandıran enzimlerdir. Lipaz enzimleriyle katalitik merkezlerinin benzemesi ve lipid metabolizmasıyla ilişkisini gösteren çalışmaların varlığı, yağ asitleri ve kolinesterazlar arasındaki ilişkiyi incelememize neden oldu. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalarda yağ asitlerinin kolinesterazlar üzerindeki inhibitör rolü ve bu enzimlerin yağ asidi esterlerini hidrolize etme yetenekleri spektrofotometrik-florometrik yöntemlerle araştırıldı. İnsan eritrosit asetilkolinesterazın (huAChE) yağ asitleri araşidonik asit (AA), alfa linolenik asit (ALA) ve linoleik asit (LA) için Ki değerleri sırasıyla 396,3 µM, 227,7 µM ve 8027 µM, at serum bütirilkolinesterazın (EqBChE) AA, ALA, LA ve oleik asit (OA) için Ki değerleri ise 68,1 µM, 11,5 µM, 1791 µM ve 14,6 µM olarak hesaplanmış, OA'nın AChE inhibisyonu yapmadığı gösterilmiştir. Yağ asitleri ve enzimler arasında nonkompetetif inhibisyon görülürken, ALA ve EqBChE arasında miks tip inhibisyon görülmektedir. Kolinesterazların lipolitik aktivitesini araştırmak için yağ asidi esterleri 4-metilumbelliferil (4-MU) palmitat, 4-MU oleat ve 7-hidroksikumarin (7-HC) araşidonat, huAChE, EqBChE ve saflaştırılmış insan serum BChE (huBChE) kullanılmış, kontrol enzimleri olarak da domuz pankreatik lipaz (PPL) ve insan rekombinant lipaz (HRL) enzimleri seçilmiştir. Yapılan çalışmalarda insan eritrosit AChE'nin yalnızca 7-HC araşidonatı, diğer kolinesterazların kullanılan tüm yağ asidi esterlerini hidroliz edebildiği gösterilmiştir. Kullanılan enzimlerin 4-MU palmitat için afiniteleri PPL (1,02 µM)> EqBChE (2,7 µM)> HRL (5,45 µM)> huBChE (34,2 µM), 4-MU oleat için HRL (0,59 µM)> EqBChE (0,6 µM)> PPL (2,5 µM)> huBChE (12,7 µM), 7-HC araşidonat için ise PPL (12,1 µM)> HRL (32,9 µM)> HuBChE (40,9 µM)> EqBChE (59,1 µM)> HuAChE (190,9) şeklinde sıralanmaktadır. Kullanılan enzim örneklerinde hidrolize sebep olacak etkileri dışlamak amacıyla, spesifik enzim inhibitörleri varlığında ve konkanavalin A ile yapılan lektin afinite kromatografisi sonrası elde edilen süpernatantlar ile yapılan hidroliz çalışmalarında lipolitik aktivitenin anlamlı düzeyde azaldığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, yağ asidi esterleri hidrolizinin kolinesterazlar tarafından gerçekleştirildiğini göstermektedir. Çalışma sonucunda lipid moleküllerinin kolinesteraz enzimleri üzerinde hem substrat hem de modülatör olarak işlev görebildiği gösterilmiş; böylece kolinesterazların lipid metabolizmasıyla olan biyokimyasal ilişkisi ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
Cholinesterases are enzymes that terminate neurotransmission primarily at neuromuscular junctions by hydrolyzing acetylcholine. The structural similarity of their catalytic centers to those of lipases, along with previous studies indicating a link with lipid metabolism, led us to investigate the potential interactions between fatty acids and cholinesterases. In this doctoral study, both the inhibitory effects of fatty acids on cholinesterase activity and the enzymes' capacity to hydrolyze fatty acid esters were investigated using spectrophotometric and fluorometric methods. Inhibition kinetics revealed that the Ki values of human erythrocyte acetylcholinesterase (huAChE) for arachidonic acid (AA), alpha-linolenic acid (ALA), and linoleic acid (LA) were 396.3 µM, 227.7 µM, and 8027 µM, respectively. For equine serum butyrylcholinesterase (EqBChE), Ki values were determined as 68.1 µM (AA), 11.5 µM (ALA), 1791 µM (LA), and 14.6 µM (oleic acid, OA). OA did not exhibit any inhibitory effect on huAChE. While most fatty acid–enzyme interactions displayed a non-competitive inhibition pattern, a mixed-type inhibition was observed between ALA and EqBChE. To assess the lipolytic activity of cholinesterases, fatty acid esters such as 4-methylumbelliferyl (4-MU) palmitate, 4-MU oleate, and 7-hydroxycoumarin (7-HC) arachidonate were used in assays with human erythrocyte AChE (huAChE), equine serum BChE (EqBChE), and purified human serum BChE (huBChE) enzymes. Porcine pancreatic lipase and recombinant human lipase were used as control enzymes. The results indicated that human erythrocyte AChE could hydrolyze only 7-HC arachidonate, whereas the other cholinesterases were capable of hydrolyzing all tested fatty acid esters. The apparent affinities of the enzymes for 4-MU palmitate followed the order: PPL (1.02 µM) > EqBChE (2.7 µM) > HRL (5.45 µM) > huBChE (34.2 µM); for 4-MU oleate: HRL (0.59 µM) ≈ EqBChE (0.6 µM) > PPL (2.5 µM) > huBChE (12.7 µM); and for 7-HC arachidonate: PPL (12.1 µM) > HRL (32.9 µM) > huBChE (40.9 µM) > EqBChE (59.1 µM) > huAChE (190.9 µM).To eliminate potential confounding factors causing non-specific hydrolysis, additional experiments were conducted in the presence of specific cholinesterase inhibitors and with supernatants obtained after Concanavalin A-based lectin affinity chromatography. In both cases, a significant decrease in lipolytic activity was observed. These findings strongly suggest that the hydrolysis of fatty acid esters is specifically mediated by cholinesterase enzymes. It has been demonstrated that lipid molecules can function both as substrates and modulators of cholinesterase enzymes, thereby revealing a biochemical association between cholinesterases and lipid metabolism.
Benzer Tezler
- Deneysel diyabetli sıçanlarda kolinesteraz enzimlerin incelenmesi
Examination cholinesterases in experimental diabetic rats
HÜLYA LEVENTERLER (DURUKAN)
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
BiyokimyaÇukurova ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURTEN DİKMEN
- İnsan serum bütirilkolinesterazının olası lipolitik aktivitesi-lipid metabolizması ile ilişkisi
Potential lipolytic activity of human serum butyrylcholinesterase-its function in lipid metabolism
MÜSLÜM GÖK
- Tavşanlarda akut organik fosfor toksisitesinde alfa tokoferolün kan ve doku lipid peroksidasyonu ve kolin esteraz aktivitesi üzerine etkileri
The effects of alpha tocopherol in tissue lipid peroxidation and cholinesterase activity in acute organic phosphor toxicity in rabbits
MESUT YILDIZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
İlk ve Acil YardımSelçuk ÜniversitesiAcil Tıp Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYŞEGÜL BAYIR
- Lactuca anatolica (asteraceae) bitkisinin fitokimyasal ve biyokimyasal özelliklerinin araştirilmasi
Investigation of phytochemical and biochemical properties of Lactuca anatolica (asteraceae) plant
NOOR HASAN NAYEL NAYEL