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乙酰胆碱是由乙酸和胆碱形成的酯,分子量为146.2D.由于它含有季胺氮,故呈强碱性.在任何pH值时都完全离子状态,乙酰胆碱最稳定的pH为3.8~4.5.X衍射研究表明,乙酰胆碱结晶呈平面环形构象.核磁共振研究表明乙酰胆碱在溶液中也成此构象.在生物体内乙酰胆碱、胆碱乙酰基转移酶、乙酰胆碱受体和乙酰胆碱酯酶共同组成胆碱能系统,乙酰胆碱是胆碱能系统的核心.