不饱和脂肪酸对人丁酰胆碱酯酶（BChE）活性的调控作用：动力学与分子对接的新洞察

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》：The role of unsaturated fatty acids in modulating human butyrylcholinesterase activity: insights from kinetics and molecular docking

研究人员探究不饱和脂肪酸对人 BChE 的抑制作用，发现其影响酶活性，为相关疾病研究提供依据。

　　

研究背景：探索脂质与酶的神秘联系

在人体这个复杂的 “生命工厂” 里，各种化学反应有条不紊地进行着，而酶就是其中的 “小工匠”，丁酰胆碱酯酶（Butyrylcholinesterase，BChE）便是一位重要的 “成员”。它大量存在于人体血清中，主要在肝脏合成，虽然天然底物还未明确，但它能水解多种胆碱酯、含酯化合物和外来异物，还参与激活前药、代谢像可卡因这样的外源性物质。近年来，人们还发现它在脂质代谢中也发挥着作用。

饮食中的脂肪与人体健康息息相关，尤其是不饱和脂肪酸。它们是细胞膜磷脂的重要组成部分，像花生四烯酸（arachidonic acid，AA）、亚油酸（linoleic acid，LA）、油酸（oleic acid，OA）和 α - 亚麻酸（alpha - linolenic acid，α - LA），这些脂肪酸在结构上有着不同的链长和不饱和度。以往研究发现，富含不饱和脂肪酸的饮食能影响红细胞膜形态和膜结合酶活性，一些脂肪酸对胆碱酯酶也有抑制作用。然而，它们究竟是如何与 BChE “互动”，进而影响其活性的，这仍是一个谜团。为了解开这个谜团，探究 BChE 在脂质代谢中的更多奥秘，来自土耳其多所大学的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Naunyn - Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》杂志上。

研究方法：多技术联合 “探秘”

研究人员主要采用了三种关键技术方法。首先是酶纯化技术，他们从哈塞特佩医院血库获取 Rh（ - ）人血清，通过酸透析、离子交换色谱和亲和色谱等一系列操作，成功纯化出 BChE，并利用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、银染色和 Karnovsky - Roots 技术确定其纯度。其次是酶动力学实验，运用改良的 96 孔微板 Ellman 法，测定脂肪酸对 BChE 的半数抑制浓度（IC₅₀），并在不同底物浓度下研究脂肪酸的抑制动力学。最后是分子对接技术，利用相关软件对配体进行建模，准备人 BChE 的晶体结构，检测配体结合位点，进行分子对接和 MM - GBSA 计算，还通过重新对接共结晶抑制剂来验证方法的准确性。

研究结果

1. BChE 的纯化成果：经过纯化，人 BChE 的比酶活性达到 7.35 单位每毫克蛋白，整个纯化过程的总收率为 33.5%，纯度提高了约 300 倍，且电泳结果显示其为纯品。
2. 脂肪酸对 BChE 的抑制效果
   • IC₅₀值：通过实验测定，AA 对 BChE 的 IC₅₀值为 611.3 μM ，OA 的 IC₅₀值为 2373 μM ，LA 的 IC₅₀值为 5906 μM ，α - LA 的 IC₅₀值为 5810 μM 。这表明 AA 对 BChE 的抑制活性相对最强，在较低浓度下就能显著抑制 BChE 的活性，而 LA 和 α - LA 则需要较高浓度才能达到相同的抑制效果。
   • 抑制类型和 Ki 值：除 AA 表现为非竞争性抑制外，其他脂肪酸均表现为非竞争性抑制。Ki 值反映了抑制剂与酶的结合亲和力，OA 的 Ki 值最低，为 321.4 μM ，说明它与 BChE 的结合亲和力最强；AA 的 Ki 值为 465.4 μM ；α - LA 的 Ki 值为 666.9 μM ；LA 的 Ki 值最高，为 1400 μM 。这意味着虽然 LA 和 α - LA 需要较高浓度才能抑制 BChE，但它们一旦与酶结合，结合力也不容忽视。
3. BChE 的结合位点研究：研究发现 BChE 除了活性位点外，还有一个潜在的配体结合位点 —— 变构位点，该位点更具亲脂性且比活性位点略小。分子对接结果显示，脂肪酸更倾向于结合到 BChE 的变构位点，而非活性位点。例如，AA 在变构位点的结合亲和力（ΔG = - 41.6 kcal/mol）远高于其在活性位点的结合亲和力（ΔG = - 9.0 kcal/mol） ，OA、LA 和 α - LA 也有类似趋势。这表明变构位点在脂肪酸对 BChE 的抑制过程中起着关键作用。

研究结论与意义

这项研究揭示了不同链长和不饱和度的 18 - 碳与 20 - 碳脂肪酸对 BChE 活性有着不同影响。通过酶动力学实验和分子对接分析，明确了脂肪酸对 BChE 的抑制类型、结合亲和力以及潜在的结合位点。这不仅加深了人们对 BChE 与脂肪酸相互作用机制的理解，也为进一步探索 BChE 在脂质代谢中的作用奠定了基础。

从生理意义来看，BChE 与脂质和能量调节密切相关，不饱和脂肪酸对其抑制作用可能影响肥胖、代谢综合征等疾病的发生发展。在神经退行性疾病方面，BChE 参与胆碱能神经传递，不饱和脂肪酸抑制 BChE 可能通过延长乙酰胆碱的作用，为神经保护提供新的思路，有助于缓解像阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）这样的疾病中认知能力下降的问题。此外，由于 BChE 与许多慢性疾病中的全身炎症有关，脂肪酸对其的调节也可能影响炎症反应。

从治疗角度而言，研究结果为开发治疗与 BChE 水平异常相关疾病的新策略提供了依据。例如，他汀类药物既能降低血脂又能抑制 BChE，这为预防和治疗 AD 等神经退行性疾病带来了新的希望。不过，目前对于 BChE 在脂质代谢中的具体调控机制，以及脂肪酸对其影响的详细过程仍有许多未知，未来还需要更多研究来深入探索，将这些基础研究成果转化为临床应用，为人类健康带来更多福祉。