Фермент АХЭ относится к классу сериновых гидролаз и является катализатором реакции расщепления нейромедиатора - ацетилхолина (АХ) на холин (Х) и ацетат (А). Гантелеобразная молекула АХ (размеры 3 Е х 7,5 Е) несет на себе положительный заряд q@+1e, а продукты реакции имеют заряды q₁ @+1e (Х) и q_{2@ -1e (А). Высокая скорость работы АХЭ (одна молекула АХЭ способна гидролизовать до 10 молекул АХ за 1мс) определяется специальной организацией активного центра (АЦ). Каталитическая триада (КТ) His}⁴⁴⁰, Ser²⁰⁰, Glu³²⁷ расположена в глубоком кармане АЦ, имеющем форму усеченного конуса (радиус входа - 14 Е, радиус дна - 7 Е, высота - 21 Е). Большой электрический момент в 1500 D создается зарядами групп, выстилающих внутреннюю поверхность кармана АЦ. Электростатическое поле АХЭ способствует быстрой диффузии молекул АХ из пространства щели между синапсом и телом клетки-мишени в область, прилегающую ко входу в АЦ. Ранее предложена гипотеза о существовании "запасной двери" (ЗД) (остаток TRP⁸⁴), открытие которой существенно увеличивает скорость реакции V. На основе Protein Data Bank нами выделены продольные и поперечные слои в модели молекулы АХЭ, которые включают КТ, предполагаемую ЗД, остатки, формирующие входную щель АЦ. Оказалось возможным также вычислить 2D и 3D потенциальные рельефы в АЦ и снаружи молекулы АХЭ, определенные на основе данных о зарядах аминокислотных остатков и Ван-дер-Ваальсовых радиусов атомных групп, выстилающих внутреннюю поверхность кармана АЦ и внешнюю поверхность, при различных ионных силах водного раствора. Потенциальный барьер, который необходимо преодолеть положительно заряженному Х для обратного выхода из ущелья, составляет 1,5ё2 kT, а через полностью открытую ЗД - около 2 kT. По этой причине основными препятствиями для входа АХ в карман АЦ и выхода продуктов наружу являются встречные движения и столкновения АХ, Х, и А друг с другом. Методом математического моделирования описаны отдельные этапы работы АХЭ и показано следующее: а) избыток АХ гантелей на входе АЦ и взаимодействие молекул АХ, А иХ приводит к диффузионному ограничению V, несмотря на учет флюктуаций ширины щели; б) без учета ЗД максимальная V недостижима; в) колебания молекулы АХ, связанной с КТ, благодаря нелинейному резонансу между модами способствует увеличению V; г) учет большого ионного напряжения, при котором действует АХЭ in vivo, приводит к существенным поправкам при расчетах скорости V. Работа поддержана грантами РФФИ, Центра фундаментального естествознания Минобразования РФ и грантом "Научные школы России" № 96-15-97782.