Cholinesteraza - Cholinesterase

acetylocholinesteraza (grupa krwi Yt)
Acetylocholinesteraza TC 1EA5.png
Schemat acetylocholinesterazy promieniowania elektrycznego Pacyfiku . Z WPB : 1EA5 ​.
Identyfikatory
Symbol BOLEĆ
Alt. symbolika YT
Gen NCBI 43
HGNC 108
OMIM 100740
RefSeq NM_015831
UniProt P22303
Inne dane
Numer WE 3.1.1.7
Umiejscowienie Chr. 7 q22
butyrylocholinoesteraza
Butyrylocholinesteraza 1P0I.png
Kreskówka schemat ludzkiej butyrylcholinesterazy. Z WPB : 1P0I ​.
Identyfikatory
Symbol BCHE
Alt. symbolika CHE1, CHE2, E1
Gen NCBI 590
HGNC 983
OMIM 177400
RefSeq NM_000055
UniProt P06276
Inne dane
Numer WE 3.1.1.8
Umiejscowienie Chr. 3 q26.1-26.2

W Biochemistry , A cholinesterazy lub cholina esterazy jest rodziną esteraz , że lizy choliny opartych estry , z których kilka służą jako neurotransmitery . W ten sposób, to jest jeden z dwóch enzymów , które katalizują na hydrolizę tych cholinergicznych neuroprzekaźników, takie jak zerwanie acetylocholiny do choliny i kwasu octowego . Reakcje te są niezbędne, aby neuron cholinergiczny mógł powrócić do stanu spoczynku po aktywacji. Na przykład w skurczu mięśni acetylocholina w połączeniu nerwowo-mięśniowym wywołuje skurcz; ale aby mięsień rozluźnił się później, zamiast pozostać zamkniętym w stanie napiętym, acetylocholina musi zostać rozłożona przez esterazę choliny. Głównym typem do tego celu jest acetylocholinesteraza (zwana również cholineesterazą I lub cholinoesterazą erytrocytów); znajduje się głównie w synapsach chemicznych i błonach krwinek czerwonych . Drugi typ to butyrylocholinesteraza (zwana również cholineesterazą II lub cholinoesterazą osocza); znajduje się głównie w osoczu krwi .

Rodzaje i nazewnictwo

Dwa typy cholinesterazy to acetylocholinesteraza (ACHE) i butyrylocholinesteraza (BCHE). Różnica między tymi dwoma typami ma związek z ich preferencjami co do substratów : pierwszy z nich hydrolizuje acetylocholinę szybciej; ta ostatnia hydrolizuje butyrylocholinę szybciej.

Termin cholinesteraza jest czasami używany w odniesieniu do butyrylocholinesterazy, ale to użycie powoduje dziwność, że cholinesteraza i fałszywa cholinesteraza ( pseudocholinesteraza ) w ramach tego schematu oznaczają to samo (myląco), a acetylocholinesteraza jest następnie nazywana prawdziwą cholinesterazą , tworząc drugą dziwne, że cholinesteraza i prawdziwa cholinesteraza nie oznaczają tego samego. Ale takie użycie jest już przestarzałe; obecne, jednoznaczne nazwy i symbole HGNC to acetylocholinesteraza (ACHE) i butyrylocholinesteraza (BCHE).

Acetylocholinesteraza ( EC 3.1.1.7 ) (ACHE), znana również jako AChE, cholinoesteraza I, cholinesteraza RBC lub cholinesteraza erytrocytów, prawdziwa cholinesteraza, esteraza choliny I lub (najbardziej formalnie) acetylohydrolaza acetylocholiny, występuje głównie we krwi na czerwono błony komórek krwi , w połączeniach nerwowo-mięśniowych oraz w innych synapsach nerwowych . Acetylocholinesteraza występuje w wielu formach molekularnych. W mózgu ssaków większość AChE występuje jako tetrameryczna forma G4 (10) ze znacznie mniejszymi ilościami monomerycznej formy G1 (4S).

Butyrylocholinesteraza ( EC 3.1.1.8 ) (BCHE), znana również jako cholinesteraza, cholineesteraza II, BChE, BuChE, pseudocholinesteraza (PCE), cholinesteraza osocza (PChE), cholinesteraza surowicy (SChE), butylocholinesteraza lub (najbardziej formalnie) acylohydrolaza acylcholiny , jest wytwarzany w wątrobie i znajduje się głównie w osoczu krwi . W butylu i butyrylo sylaby odnoszą się do butanu z jednym z końcowych grup metylowych podstawione.

Okres półtrwania BCHE wynosi około 10 do 14 dni. Poziomy BCHE mogą być obniżone u pacjentów z zaawansowaną chorobą wątroby . Spadek ten musi być większy niż 75%, zanim nastąpi znaczące przedłużenie blokady nerwowo-mięśniowej przy stosowaniu sukcynylocholiny .

Odkrycie

W 1968 Walo Leuzinger i in. skutecznie oczyszczono i skrystalizowało acetylocholinoesterazę z węgorzy elektrycznych na Columbia University, NY.

Strukturę 3D acetylocholinesterazy po raz pierwszy określił w 1991 r. Joel Sussman i in. przy użyciu białka z Pacyficznego promienia elektrycznego .

Klinicznie użyteczne ilości butyrylocholinesterazy zostały zsyntetyzowane w 2007 roku przez PharmAthene , z wykorzystaniem genetycznie zmodyfikowanych kóz.

Znaczenie kliniczne

Brak lub mutacja enzymu BCHE prowadzi do stanu chorobowego znanego jako niedobór pseudocholinesterazy . Jest to cichy stan, który objawia się tylko wtedy, gdy osoby z niedoborem otrzymują podczas operacji środki zwiotczające mięśnie sukcynylocholinę lub miwakurium .

Niedobór pseudocholinesterazy może również wpływać na dobór znieczulenia miejscowego w zabiegach stomatologicznych. Enzym odgrywa ważną rolę w metabolizmie środków miejscowo znieczulających na bazie estrów, niedobór obniża margines bezpieczeństwa i zwiększa ryzyko ogólnoustrojowego działania tego rodzaju środka znieczulającego. U takich pacjentów zalecany jest wybór roztworu na bazie amidów.

Podwyższenie stężenia BCHE w osoczu zaobserwowano w 90,5% przypadków ostrego zawału mięśnia sercowego .

Obecność ACHE w płynie owodniowym można badać we wczesnej ciąży. Próbka płynu owodniowego jest pobierana przez amniopunkcję , a obecność ACHE może potwierdzić kilka powszechnych rodzajów wad wrodzonych, w tym wady ściany brzucha i wady cewy nerwowej .

BCHE może być stosowany jako środek profilaktyczny przeciwko gazom nerwowym i innym zatruciom fosforoorganicznymi.

Inhibitory

Inhibitora cholinesterazy (lub „antycholinesterazy”), hamuje czynność enzymu. Ze względu na swoją podstawową funkcję, substancje chemiczne, które zakłócają działanie cholinoesterazy, są silnymi neurotoksynami , powodującymi nadmierne ślinienie i łzawienie oczu w niskich dawkach, a następnie skurcze mięśni i ostatecznie śmierć (przykładami są niektóre jad węży oraz gazy nerwowe sarin i VX ). Jednym z leków przeciwdziałających jest pralidoksym . Wykazano, że tak zwane gazy nerwowe i wiele substancji stosowanych w insektycydach działają poprzez łączenie się z pozostałością seryny w miejscu aktywnym acetylocholinoesterazy, całkowicie hamując enzym. Enzym acetylocholinoesteraza rozkłada neuroprzekaźnik acetylocholinę, który jest uwalniany w połączeniach nerwowych i mięśniowych, aby umożliwić rozluźnienie mięśnia lub narządu. Wynikiem hamowania acetylocholiny esterazy jest to, że acetylocholina gromadzi się i nadal działa tak, że wszelkie impulsy nerwowe są stale przekazywane, a skurcze mięśni nie ustają.

Wśród najczęstszych inhibitorów acetylocholinesterazy są związki oparte na fosforze, które mają za zadanie wiązać się z aktywnym miejscem enzymu . Wymagania strukturalne to atom fosforu zawierający dwie grupy lipofilowe , grupę opuszczającą (taką jak halogenek lub tiocyjanian ) i końcowy tlen . Wpis o odczynniku Lawessona zawiera pewne szczegóły dotyczące jednej podklasy związków opartych na fosforze.

Niektóre benzodiazepiny , np. temazepam , działają hamująco na cholinoesterazę.

Poziomy cholinesterazy mogą być używane jako pośredni marker ekspozycji na arsen.

Poza wojną biochemiczną , antycholinoesterazy są również używane do odwrócenia paraliżu wywołanego przez leki podczas znieczulenia ; jak również w leczeniu miastenii , jaskry i choroby Alzheimera . Takie związki stosuje się do zabijania owadów w szeregu produktów obejmujących kąpiele dla owiec , pestycydy fosforoorganiczne i pestycydy karbaminianowe . Oprócz ostrego zatrucia opisanego powyżej może wystąpić zatrucie półostre charakteryzujące się silnymi zaburzeniami psychicznymi. Ponadto długotrwałe narażenie może powodować wady wrodzone .

Popkultury

  • Na sezon ośmiu of Law and Order: bezprawie , Olivia Benson jest zabrany do szpitala po wystawieniu na działanie związków fosforoorganicznych , gdzie powiedziano jej poziom cholinesterazy jest niska.
  • W filmie The I Inside Simon Cable zostaje zatruty inhibitorami cholinesterazy i otrzymuje atropinę i pralidoksym, aby pomóc odwrócić działanie trucizny. Na początku filmu pokazano również, jak lekarz wydaje diazepam .
  • W filmie The Rock , dr Goodspeed ( Nicolas Cage ) poprawnie opisuje efekty działania broni chemicznej gazu VX jako inhibitora cholinesterazy dla Johna Masona ( Sean Connery ) podczas usuwania chipów naprowadzających z rakiety przeznaczonej do dostarczania gazu do San Francisco . z Alcatraz .
  • Niezależny zespół Ruet Caelum ma piosenkę zatytułowaną „Showing Signs of Cholinesterase Inhibition”
  • W książce „The Penultimate Truth” Philipa K. Dicka członkowie podziemnych dywizji czołgów mają zakaz wynurzania się na powierzchnię w obawie, że zostaną poddani atakowi gazu nerwowego niszczącego cholinoesterazę.

Dodatkowe obrazy

Bibliografia

Zewnętrzne linki