Cholinesteraza - Cholinesterase
acetylocholinesteraza (grupa krwi Yt) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
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 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
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
- ATSDR Case Studies w Environmental Medicine: inhibitory cholinesterazy, w tym owadobójcze i Chemical Warfare Nerve Agents US Departament Zdrowia i Opieki Społecznej
- Filmy na weizmann.ac.il pokazujące budowę acetylocholinesterazy i interakcje z różnymi inhibitorami.
- Proteopedia Acetylocholinesteraza
- Cząsteczka miesiąca PDB Cholinesteraza
- Acetylocholinesteraza w Narodowej Bibliotece Medycznej USA Medical Subject Headings (MeSH)
- Pseudocholinoesteraza w Narodowej Bibliotece Medycznej USA Medical Subject Headings (MeSH)