Sıçan ince barsak butirilkolinesterazının yatışkın durum kinetikleri

Abstract

Objectives: Butyrylcholinesterase is a major detoxification enzyme found in many tissues and body fluids of different organisms. Here, we investigated the steady state kinetics and the effects of heat on soluble butyrylcholinesterase purified from rat small intestine. Methods: Rat intestinal butyrylcholinesterase kinetics were studied under steady state conditions by the method of Ellman using butyrylthiocholine as substrate. Results: The calculated Vm (4.249±0.337 μmole/min/mg protein) for butyrylthiocholine was used to obtain the Hill plot. Hill plot displayed a biphasic character. At low substrate concentrations (0.05–0.5 mM), substrate activation (nH=2.2) was observed whereas at high substrate concentrations (0.5–2.0 mM) substrate inhibition (nH=0.375) was detected. Optimum temperature, energy of activation and the temperature coefficient were calculated as 37oC, 4915 cal/mol and 1.30 respectively from the Arrhenius plot. Enthalpy of activation was found to be 3432 cal/mol from enthalpy graph. Conclusion: The hydrolysis of butyrylthiocholine iodide did not follow hyperbolic Michaelis-Menten kinetics. The temperature studies and their calculated constants also support the temperature dependency of rate constants and the allosteric property of butyrylcholinesterase.

Özet

Amaç: Butirilkolinesteraz farklı organizmaların birçok dokusu ve vücut sıvısında bulunan bir detoksifikasyon enzimidir. Bu çalışmamızda, sıçan ince barsağından saflaştırdığımız butirilkolinesterazın çözünür formuyla yatışkın durum kinetiğini ve ısı ile moleküler seviyedeki etkileşimlerini araştırdık. Yöntem: Saf sıçan ince barsak butirilkolinesterazı yatışkın durum koşullarında Ellman yöntemi ile substrat olarak butiriltiyokolin kullanılarak incelendi. Bulgular: Butiriltiyokolin iyodür için hesaplanan Vm değeri (4.249±0.337 μmol/ dk/mg protein) Hill grafiklemesi çiziminde kullanılmıştır. Hill grafiği bifazik bir karakter gösterir. Düşük substrat derişimlerinde (0.05-0.5 mM) substrat aktivasyonu (nH=2.2) gözlenirken yüksek substrat derişimlerinde (0.5-2.0 mM) substrat inhibisyonu (nH= 0.375) saptanmıştır. Optimum sıcaklık, aktivasyon enerjisi ve sıcaklık katsayısı 37°C, 4915 cal/mol ve 1.3 olarak Arrhenius grafiğinden saptanmıştır. Aktivasyon entalpi değeri ise entalpi grafiğinden 3432 cal/mol olarak bulunmuştur. Sonuç: Sıçan butirilkolinesterazı substratı olan butiriltiyokolin iyodür ile hiperbolik Michaelis-Menten kinetiğine uyum göstermemiştir. Sıcaklık ile ilişkili parametreler de enzimin allosterik özellikte olduğunu desteklemektedir.