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胆碱酯酶水解乙酰胆碱的过程可分为三个步骤：
①乙酰胆碱分子结构中带正电荷的季铵阳离子头，以静电引力与胆碱酯酶的阴离子部位相结合;同时乙酰胆碱分子中的羰基碳与胆碱酯酶酯解部位的丝氨酸的羟基以共价键形式结合，形成乙酰胆碱和胆碱酯酶的复合物。
②乙酰胆碱与胆碱酯酶复合物裂解成胆碱和乙酰化胆碱酯酶。
③乙酰化胆碱酯酶迅速水解，分离出乙酸，酶的活性恢复。
