Холинэстераза - Cholinesterase

Не путать с ацетилхолинэстеразой .
ацетилхолинэстераза (группа крови Yt)
Ацетилхолинэстераза TC 1EA5.png
Диаграмма ацетилхолинэстеразы тихоокеанского электрического луча . Из PDB : 1EA5 .
Идентификаторы
Условное обозначение ACHE
Альт. символы YT
Ген NCBI 43 год
HGNC 108
OMIM 100740
RefSeq NM_015831
UniProt P22303
Прочие данные
Номер ЕС 3.1.1.7
Locus Chr. 7 q22
бутирилхолинэстераза
Бутирилхолинэстераза 1P0I.png
Диаграмма мультфильма бутирилхолинэстеразы человека. Из PDB : 1P0I .
Идентификаторы
Условное обозначение BCHE
Альт. символы CHE1, CHE2, E1
Ген NCBI 590
HGNC 983
OMIM 177400
RefSeq NM_000055
UniProt P06276
Прочие данные
Номер ЕС 3.1.1.8
Locus Chr. 3 кв. 26,1–26,2

В биохимии , А холинэстераза или холинэстераза представляет собой семейство эстераз , что лизирует холин основанных сложных эфиров , некоторые из которых служат в качестве нейротрансмиттеров . Таким образом, любой из двух ферментов , которые катализируют на гидролиз этих холинергических нейротрансмиттеров, такие , как нарушение ацетилхолина в холин и уксусную кислоту . Эти реакции необходимы, чтобы позволить холинергическому нейрону вернуться в состояние покоя после активации. Например, при сокращении мышц ацетилхолин в нервно-мышечном соединении вызывает сокращение; но для того, чтобы мышца после этого расслабилась, а не оставалась заблокированной в напряженном состоянии, ацетилхолин должен расщепляться холинэстеразой. Основным типом для этой цели является ацетилхолинэстераза (также называемая холинэстеразой I или холинэстеразой эритроцитов); он находится в основном в химических синапсах и мембранах красных кровяных телец . Другой тип - бутирилхолинэстераза (также называемая холинэстеразой II или холинэстеразой плазмы); он находится в основном в плазме крови .

Виды и номенклатура

Двумя типами холинэстеразы являются ацетилхолинэстераза (ACHE) и бутирилхолинэстераза (BCHE). Разница между этими двумя типами связана с их предпочтениями в отношении субстратов : первый быстрее гидролизует ацетилхолин ; последний быстрее гидролизует бутирилхолин .

Термин холинэстераза иногда используется специально для обозначения бутирилхолинэстеразы, но это использование вызывает странность, поскольку холинэстераза и ложная холинэстераза ( псевдохолинэстераза ) в рамках этой схемы означают одно и то же (сбивает с толку), а ацетилхолинэстераза тогда называется истинной холинэстеразой, напротив, производя вторую странно, что холинэстераза и настоящая холинэстераза тогда не означают одно и то же. Но такое использование сейчас устарело; текущие однозначные названия и символы HGNC - это ацетилхолинэстераза (ACHE) и бутирилхолинэстераза (BCHE).

Ацетилхолинэстераза ( EC 3.1.1.7 ) (ACHE), также известная как AChE, холинэстераза I, холинэстераза эритроцитов или холинэстераза эритроцитов, истинная холинэстераза, холинэстераза I или (наиболее формально) ацетилхолинацетилгидролаза, обнаруживается в основном в крови на красном фоне. мембраны клеток крови , нервно-мышечные соединения и другие нервные синапсы . Ацетилхолинэстераза существует в нескольких молекулярных формах. В головном мозге млекопитающих большая часть AChE встречается в виде тетрамерной формы G4 (10) с гораздо меньшими количествами мономерной формы G1 (4S).

Бутирилхолинэстераза ( EC 3.1.1.8 ) (BCHE), также известная как холинэстераза, холинэстераза II, BChE, BuChE, псевдохолинэстераза (PCE), холинэстераза плазмы (PChE), холинэстераза сыворотки (SChE), бутилхолинэстераза) или (большинство форм-холинэстеразы) , вырабатывается в печени и содержится в основном в плазме крови . В бутиловых и бутирил слоги оба относятся к бутану с одной из его концевых групп метильных замещенных.

Период полувыведения BCHE составляет примерно от 10 до 14 дней. Уровни BCHE могут быть снижены у пациентов с запущенным заболеванием печени . Уменьшение должно быть более 75%, прежде чем произойдет значительное продление нервно-мышечной блокады сукцинилхолином .

Открытие

В 1968 году Вало Леуцингер и др. успешно очищенная и кристаллизованная ацетилхолинэстераза из электрических угрей в Колумбийском университете, штат Нью-Йорк.

Трехмерная структура ацетилхолинэстеразы была впервые определена в 1991 г. Joel Sussman et al. с использованием белка Тихоокеанского электрического луча .

Клинически полезные количества бутирилхолинэстеразы были синтезированы в 2007 году компанией PharmAthene с использованием генетически модифицированных коз.

Клиническое значение

Отсутствие или мутация фермента BCHE приводит к заболеванию, известному как дефицит псевдохолинэстеразы . Это тихое состояние, которое проявляется только тогда, когда люди с дефицитом получают миорелаксанты сукцинилхолин или мивакурий во время операции.

Дефицит псевдохолинэстеразы также может влиять на выбор местного анестетика при стоматологических процедурах. Фермент играет важную роль в метаболизме местных анестетиков на основе сложных эфиров, его дефицит снижает предел безопасности и увеличивает риск системных эффектов при использовании этого типа анестетика. Таким пациентам рекомендуется подобрать раствор на основе амида.

Повышение уровня BCHE в плазме наблюдалось в 90,5% случаев острого инфаркта миокарда .

Наличие ACHE в околоплодных водах можно проверить на ранних сроках беременности. Образец амниотической жидкости удаляют с помощью амниоцентеза , а наличие АВО может подтвердить несколько типов распространенных врожденных дефектов, в том числе брюшной стенки дефектов и дефектов нервной трубки .

BCHE можно использовать в качестве профилактического средства против нервно-паралитического газа и других отравлений фосфорорганическими соединениями.

Ингибиторы

Ингибитор холинэстеразы (или «антихолинэстераза») подавляет действие фермента. Из-за своей основной функции химические вещества, которые препятствуют действию холинэстеразы, являются сильнодействующими нейротоксинами , вызывающими чрезмерное слюноотделение и слезотечение в низких дозах, за которыми следуют мышечные спазмы и, в конечном итоге, смерть (примерами являются некоторые змеиные яды , а также нервно-паралитические газы зарин и VX. ). Одним из противодействующих лекарств является пралидоксим . Было показано, что так называемые нервно-паралитические газы и многие вещества, используемые в инсектицидах, действуют путем объединения с остатком серина в активном центре ацетилхолинэстеразы, полностью подавляя фермент. Фермент ацетилхолинэстераза расщепляет нейромедиатор ацетилхолин, который выделяется в нервных и мышечных соединениях, чтобы позволить мышце или органу расслабиться. Результатом ингибирования ацетилхолинэстеразы является то, что ацетилхолин накапливается и продолжает действовать, так что любые нервные импульсы постоянно передаются и сокращения мышц не прекращаются.

Среди наиболее распространенных ингибиторов ацетилхолинэстеразы - соединения на основе фосфора, которые предназначены для связывания с активным центром фермента . Структурными требованиями являются атом фосфора, несущий две липофильные группы, уходящую группу (например, галогенид или тиоцианат ) и концевой кислород . В статье о реактиве Лавессона есть некоторые подробности об одном подклассе соединений на основе фосфора.

Некоторые бензодиазепины , например темазепам, оказывают ингибирующее действие на холинэстеразу.

Уровни холинэстеразы можно использовать в качестве косвенного маркера воздействия мышьяка.

Помимо биохимической войны , антихолинэстеразы также используются для лечения паралича, вызванного лекарствами, во время анестезии ; а также при лечении миастении , глаукомы и болезни Альцгеймера . Такие соединения используются для уничтожения насекомых в ряде продуктов, включая овечий соус , фосфорорганические пестициды и карбаматные пестициды. Помимо острого отравления, описанного выше, может произойти полуострое отравление, характеризующееся сильными психическими расстройствами. Кроме того, длительное воздействие может вызвать врожденные дефекты .

Поп-культура

  • В сезоне восемь из закона и заказ: СВУ , Оливия Бенсон доставлен в больницу после того, как подвергаясь органофосфатам , где она рассказала ее уровень холинэстеразы низка.
  • В фильме «Я внутри» Саймона Кейбла отравляют ингибиторами холинэстеразы, и ему дают атропин и пралидоксим, чтобы нейтрализовать действие яда. В начале фильма также показано, как врач распределяет диазепам .
  • В фильме «Скала» доктор Гудспид ( Николас Кейдж ) правильно описывает эффекты химического оружейного газа VX как ингибитора холинэстеразы Джону Мэйсону ( Шон Коннери ), когда они удаляют управляющие чипы из ракеты, предназначенной для доставки газа в Сан-Франциско. из Алькатраса .
  • У инди-группы Ruet Caelum есть песня под названием «Показаны признаки ингибирования холинэстеразы».
  • В книге Филипа К. Дика «Предпоследняя правда» членам подземных танковых подразделений запрещается выходить на поверхность из опасения, что они будут подвергнуты атаке нервно-паралитического газа, разрушающего холинэстеразу.

Дополнительные изображения

использованная литература

внешние ссылки