ЭСТЕРАЗЫ

ЭСТЕРАЗЫ — ферменты подкласса гидролаз (КФ 3.1), катализирующие гидролитическое расщепление сложноэфирных связей и лактонов. Картина цитохимического распределения некоторых эстераз в бластных клетках используется как дополнительный диагностический признак при дифференциальной диагностике различных форм лейкозов (см.). Повышение активности эстераз в моче наблюдают при хроническом нефрите (см.), хронической почечной недостаточности и нефротическом синдроме. Активность холинэстерази (см.) в сыворотке крови служит дополнительным диагностическим тестом при диагностике заболеваний печени, отравлений фосфор-органическими соединениями (см.), при оценке чувствительности пациентов к дитилину (см.).

К эстеразам относят гидролазы эфиров карбоновых кислот (КФ 3. 1. 1), катализирующие реакции RC(0)0R1 + H20=RC00H + RxOH, где R и R1 — углеводородные радикалы. Кроме того, к подклассу КФ 3.1 принадлежат также эстеразы тиоловых эфиров (КФ 3.1.2; глутатион-тиол-эстераза, ацетоацетил-Ко А-гидрола-за и др.), гидролазы фосфорных моноэфиров, или фосфатазы (КФ 3. 1.3), гидролазы фосфодиэфиров (КФ 3.1.4; фосфолипазы С и D, сфингомиелин-фосфодиэстераза и др.), гидролазы моноэфиров трифосфорных кислот [КФ 3. 1. 5; дезоксиГТФ (гуанозинтрифосфат)-аза], гидролазы эфиров серной кислоты (КФ 3.1.6) — сулъфатазы (см.) и эстеразы моноэфиров дифосфорных кислот (КФ 3.1.7;пренолпирофосфатаза).

Многие из эстераз (холинэстеразы, холестеринэстераза, липазы, некоторые неспецифические эстеразы) обладают трансферазной активностью (см. Трансферазы), то есть катализируют перенос ацильного остатка на иной, чем вода, акцептор.

Эстеразы существенно различаются между собой по степени гидрофобности гидролизуемых субстратов: так, субстратами холинэстераз являются водорастворимые соединения, алипазы (см.) эффективны только на поверхности раздела фаз вода — нерастворимый эфирный субстрат. Эстеразы по степени ингибирования фосфорорганическими соединениями делят на чувствительные и нечувствительные. К нечувствительным эстеразам иногда ошибочно причисляют ферменты, способные гидролизовать отдельные фосфорорганические соединения (па-раоксоназу, зариназу, табуназу и другие).

Эстеразы, обладающие широкой субстратной специфичностью (так называемые неспецифические эстеразы), в организме человека особенно активны в печени, почках и тонкой кишке, где они локализованы в эндоплазматической сети, в лизосомах и, возможно, в митохондриях и цитоплазме. Максимальную активность эти Э. проявляют в диапазоне значений pH от 5,0 до 8,0.

Карбоксилэстераза (КФ 3.1.1.1; прежнее название «али-эстераза») катализирует преимущественно гидролиз алифатических и ароматических эфиров (см.) низших монокарбоновых жирных кислот (см.), а также эфиров молочной, ацетоуксусной, янтарной, фумаровой, бензойной кислот и многих аминокислот. Оптимальными субстратами для карбоксилэстеразы являются эфиры с неполярными группами на обоих концах молекулы. Фермент гидролизует некоторые циклические соединения (бутиролактон, оксазолины и др.) и практически не гидролизует эфиры холина. Карбоксилэстераза обладает низкой чувствительностью к эзерину. Известны специфические фосфорорганические ингибиторы этого фермента (триортокрезилфосфат и др.), однако он не чувствителен к ионам тетраалкиламмония. Активный центр карбоксилэстеразы содержит, по-видимому, гидроксильную группу остатка серина (см.), активированную имидазолом остатка гистидина (см.). Специфичность действия карбоксилэстеразы и ее отличие от других эстераз обусловлены, вероятно, наличием в молекуле фермента по крайней мере двух гидрофобных участков, ответственных за связывание ацильной и спиртовой частей молекулы субстрата. Отмечено активирующее действие субстрата на фермент.

Арилэстераза (КФ 3.1.1.2) катализирует гидролиз различных ароматических эфиров. Этот фермент был обнаружен впервые в сыворотке крови человека, а затем и в крови других млекопитающих по его способности гидролизовать эфиры пнитрофенола и (3-нафтола. Арилэстеразу идентифицируют при помощи специфических субстратов — фенилацетата и pнафтилпропионата. Арилэстераза не чувствительна к ингибирующему действию фосфорорганических соединений и даже способна к гидролизу некоторых из них. При электрофорезе (см.) сыворотки крови активность арилэстеразы обнаруживается в альбуминовой фракции. В сыворотке крови человека выявлены 12 фракций арилэстеразы. Арилэстераза, выделенная из сыворотки крови человека, обладает трансферазной активностью и катализирует преимущественно перенос фенильного радикала с короткоцепочечных жирных кислот на длинно цепочечные, а фермент, выделенный из печени человека,— наоборот. Предположительно функция арилэстеразы в организме человека связана с доставкой в печень длинноцепочечных жирных кислот при гидролизе липопротеидов (см.) в сыворотке крови, миокарде и легких.

Ацетиластераза (КФ 3.1.1.6; ацетилгидролаза эфиров уксусной кислоты) преимущественно катализирует гидролиз алифатических эфиров уксусной кислоты. Впервые фермент был выделен из кожуры апельсина. Каталитические свойства ацетил эстеразы, полученной из разных источников, различны: фермент, выделенный ив почек собаки, обладает высоким сродством к эфирам хлор-уксусной кислоты, а фермент, полученный из кожуры апельсина, катализирует также гидролиз ацетилхолина. Ацетилэстераза не ингибируется фосфор-органическими соединениями и не гидролизует их, в присутствии пхлормеркурибензоата (реагента на сульфгидрильные группы) наблюдается активация фермента.

Гистохимические методы обнаружения эстераз в тканях. Методами специфического гистохимические выявления эстераз в тканях являются метод одновременного азосочетания, индигогенные реакции и, в меньшей степени, реакции с солями тяжелых металлов (см. Гистохимические методы исследования). В качестве субстрата при выявлении эстераз методом одновременного азосочетания применяют (3-нафтилацетат, дающий при реакции сочетания с солями диазония яркое окрашивание. В модификации Гомори в качестве субстрата используют а-нафтилацетат. Для выявления эстераз этим методом используют замороженные срезы тканей, фиксированных в течение 10—16 часов в холодном формалине (см.). Структуры, обладающие эстеразной активностью, окрашиваются в черный цвет, а ядра — в темно-синий. Такое окрашивание могут давать липазы, ацетилэстераза и холинэстераза.

Методы, основанные на индигогенных реакциях, заключаются в ферментативном гидролизе растворимых сложных эфиров индоксила (с высвобождением свободного индоксила) под действием тканевых эстераз. В качестве субстратов используют индоксил ацетат, индоксил-бутират, 5 бром-4-хлор-индоксил-ацетат и другие замещенные индоксилов. Криостатные срезы фиксируют холодным формалином и инкубируют в среде, содержащей феррицианид и ферроцианид калия, буферный раствор трис-НС1 (pH 6,8) и хлорид кальция. Ядра докрашивают гематоксилином или прочным ядерным красителем. Структуры, обладающие эстеразной активностью, окрашиваются в бирюзовый цвет.

Индоксилацетаты гидролизуются карбоксилэстеразами всех типов. Наряду с получением синего индиго в качестве продукта реакции было отмечено образование соединения, окрашенного в красный цвет. Особенно ясно оно различимо при гистохимическом определении эстеразной активности в головном мозге; интенсивность окраски увеличивается при хранении препаратов в глицерин-желатине. По-видимому, появление красного окрашивания выбывает образование изатина в ходе индигогенных реакций.

Гистохимические реакции с солями тяжелых металлов основаны на использовании в качестве субстрата для эстераз оксихинолинацетата, а в качестве дополнительного реагента — висмута. В местах локализации эстеразной активности выпадает осадок сульфида висмута. Однако этот метод не имеет особых преимуществ.

Библиогр.: Диксон М. и Уэбб Э. Ферменты, пер. с англ., М., 1982; Лойда 3., Госсрау Р. и ШиблерТ. Гистохимия ферментов, Лабораторные методы, пер. с англ., М., 1982; Пирс Э. Гистохимия, пер. с англ., М., 1962; Номенклатура ферментов, пер. с англ., под ред. А. Е. Браунштейна, М., 1979;Methods of enzymatic analysis, ed. by H. U. Bergmeyer, v. 2, p. 806, N. Y., 1974.

E. В. Розенгарт; А. Г. Уфимцев а (гист.).