37.7. Ацетилхолин быстро гидролизуется, и концевая пластинка реполяризуется

Для восстановления возбудимости постсинаптической мембраны необходимо выключение деполяризующего сигнала. Эту функцию выполняет ацетилхолинэстераза, открытая Дэвидом Нахманзоном (David Nachmansohn) в 1938 г. Фермент гидролизует ацетилхолин до ацетата и холина. В результате проницаемость постсинаптической мембраны возвращается к исходному уровню и мембрана реполяризуется. Ацетилхолинэстераза локализована в синаптической щели, где она связана с сетью из коллагена и гликозамингликанов, поступающих из постсинаптической клетки. Масса фермента субъединичная структура - Ацетилхолинэстеразу можно легко отделить от ацетилхолиновых рецепторов. Фермент характеризуется поразительно высоким числом оборотов, а именно Это означает, что одна молекула ацетилхолина расщепляется за Такое высокое число оборотов фермента имеет очень важное значение для быстрого восстановления поляризованного состояния постсинаптической мембраны. Синапсы способны передавать тысячу импульсов в секунду только потому, что постсинаптическая мембрана восстанавливает свою поляризованность за доли миллисекунды.

Рис. 37.10. Ацетилхолин вызывает высвобождение Na+ из реконструированных мембранных пузырьков, содержащих ацетилхолиновый рецептор. По оси ординат отложено содержание в синаптических пузырьках.

По механизму действия ацетилхолинэстераза сходна с химотрипсином. Ацетилхолин взаимодействует со специфическим остатком серина в активном центре ацетилхолин-эстеразы с образованием в качестве промежуточного продукта ковалентно связанного ацетил—фермента, а холин высвобождается. Ацетил—фермент далее вступает во взаимодействие с молекулой воды, что приводит к образованию ацетата и регенерированного свободного фермента (рис. 37.12).