Extraction of Acetylcholinestrase from the Housefly and Three Other Insect Species for In Vitro Anticholinesterase Screening

In Vitro Anticholinesterase 스크리닝을 위한 집파리 및 3종 곤충으로부터의 Acetylcholinesterase의 추출

The optimal pH of the extraction buffer was 7.5 considiering AChE stability and its buffer capacity when AChE was isolated and extracted from the housefly(Musca domesitca L.)and three other insect species with 0.01 M sodium phosphate buffer. Also, the optimal pH of the reaction buffer was 7.5 considering enzyme activity and its buffer capacity when AChE activity was measured with the substrate in 0.1 M sodium phosphate buffer. The Potter Elvehjem type homogenizer with Teflon pestle was used to homgenize the tissues. When preparing a AChE suspension by centrifuging the homogenate, 700 g supernatant of adult head for the housefly, 700 g supernatnat of 5th instar nymphal whole body for the brown planthopper, lipid-eliminated 10,000 g supernatant of 5th instar larval whole body for the diamondback moth, and 700 g supernatant of 4th instar larval head for the tobacco cutworm were considered satisfactory as enzyme sources in view of mass preparation, extraction efficiency and stability of enzyme activity during evaluation. When AChE suspensions of 4 insect species were stored at $-18^{\circ}C$, more than 90% of activity was maintained up to 3 weeks. Km values of AChEs of the housefly, the brown planthopper, and the diamondback moth were 0.042, 0.037 and 0.043 mM, respectively and AChE-specific substrate inhibition was observed at high concentration. Km value of the tobacco cutworm ChE was 1.15 mM and BuChE characteristics was observed, though further study is needed. The optimal substrate concentration for the AChE inhibition tests was 0.5 mM for the housfly, the brown planthopper, and the diamondback moth and 12 mM for the tobacco cutworm.

집파리(Musca domestica L.)외 3종 곤충으로부터 0.01 M sodium phosphate buffer를 이용하여 AChE를 분리, 추출할 때 AChE의 안정성 및 buffer capacity를 고려한 적정 pH는 7.5였으며, 0.1M sidium phosphate buffer의 기질 수용액으로 AChE의 활성을 측정할 경우 효소의 활성화와 buffer capacity를 고려했을 때 pH는 7.5가 적합한 조건이었다. AChE 분리.추출을 위한 조직의 마쇄시에는 Potter Elvehjem homogenizer를 사용하였으며, 마쇄액을 원심분리하여 AChE현탁액을 조제할 때 집파리의 경우에는 성충 두부700g 상등액을, 벼멸구(Nilaparvata lugens Stal)는 5령 약충 전충체의 700g 상등액을, 배추좀나방 (Plutella xylostella L.)의 경우에는 5령 유충 전충체의 지질을 제거한 10,000g 상등액을, 그리고 담배거세미나방(Spodoptera litura F.)의 경우에는 4령 유충.두부의 700g 상등액을 AChE 0.2~0.5U 정도로 조정하여 효소원으로 사용하는 것이 대량조제, 추출수율 및 활성 측정상의 안정성등을 고려할 때 합리적인 것으로 조사되었다. 4종 곤충의 AChE현탁액을 $-18^{\circ}C$ 조건에서 냉동보관할 경우 3주까지는 90% 이상의 활성이 유지되었다. 집파리, 벼멸구 및 배추좀나방 AChE의 Km 값은 각각 0.042, 0.037 및 0.043 mM이었으며, 고농도에서 AChE 특이적 기질 저해 현상이 관찰되었으나 담배거세미나방 ChE의 경우에는 1.15 mM의 Km값을 가지며 BuChE적 특성을 보이는 듯 하나 추가실험이 요구된다. 각 곤충의 AChE를 대상으로 한 저해실험시의 적정 기질농도는 집파리, 벼멸구, 배추좀나방의 경우에는 공히 0.5 mM 그리고 담배거세미나방의 경우는 12 mM 이었다.