Cholinesteráza - Cholinesterase

Nesmí být zaměňována s Acetylcholinesteráza.
acetylcholinesteráza (Yt krevní skupina)
Acetylcholinesteráza TC 1EA5.png
Schéma Pacifický elektrický paprsek acetylcholinesteráza. Z PDB: 1EA5​.
Identifikátory
SymbolBOLEST
Alt. symbolyYT
Gen NCBI43
HGNC108
OMIM100740
RefSeqNM_015831
UniProtP22303
Další údaje
EC číslo3.1.1.7
MístoChr. 7 q22
butyrylcholinesteráza
Butyrylcholinesteráza 1P0I.png
Kreslený diagram lidské butyrylcholinesterázy. Z PDB: 1P0I​.
Identifikátory
SymbolBCHE
Alt. symbolyCHE1, CHE2, E1
Gen NCBI590
HGNC983
OMIM177400
RefSeqNM_000055
UniProtP06276
Další údaje
EC číslo3.1.1.8
MístoChr. 3 q26.1-26.2

v biochemie, a cholinesteráza nebo cholinesteráza je rodina esterázy že lýzy cholin -na základě estery, z nichž některé slouží jako neurotransmitery.[1] Je to tedy jeden ze dvou enzymy že katalyzovat the hydrolýza z nich cholinergní neurotransmitery, například lámání acetylcholin do cholin a octová kyselina.[1] Tyto reakce jsou nezbytné, aby umožnily cholinergikum neuron po aktivaci se vrátit do klidového stavu. Například v svalová kontrakce, acetylcholin na a neuromuskulární spojení spouští kontrakci; ale aby se sval později uvolnil, místo aby zůstal uzamčen v napjatém stavu, musí být acetylcholin rozložen cholinesterázou. Hlavním typem pro tento účel je acetylcholinesteráza (nazývaný také cholinesteráza I[2] nebo erytrocytová cholinesteráza); nachází se hlavně v chemické synapse a červená krvinka membrány. Druhý typ je butyrylcholinesteráza (nazývaná také cholinesteráza II[2] nebo plazmatická cholinesteráza); nachází se hlavně v krevní plazma.

Druhy a názvosloví

Jsou to dva typy cholinesterázy acetylcholinesteráza (ACHE) a butyrylcholinesteráza (BCHE). Rozdíl mezi těmito dvěma typy souvisí s jejich příslušnými preferencemi pro substráty: bývalý hydrolyzuje acetylcholin rychleji; druhý hydrolyzuje butyrylcholin rychleji.

Termín cholinesteráza se někdy používá k označení konkrétně butyrylcholinesterázy,[2] ale toto používání vytváří podivnost cholinesteráza a falešná cholinesteráza (pseudocholinesteráza) v tomto režimu znamená totéž[2] (matoucí) a potom se nazývá acetylcholinesteráza pravá cholinesteráza v porovnání,[2] produkovat druhou zvláštnost cholinesteráza a pravá cholinesteráza pak neznamenají totéž. Ale takové použití je nyní zastaralé; aktuální, jednoznačné HGNC názvy a symboly jsou acetylcholinesteráza (ACHE) a butyrylcholinesteráza (BCHE).

Acetylcholinesteráza (ES 3.1.1.7 ) (ACHE), také známý jako AChE, cholinesteráza I, RBC cholinesteráza nebo erytrocytová cholinesteráza, pravá cholinesteráza, cholinesteráza I nebo (nejvíce formálně) acetylcholinacetylhydroláza, se nachází především v krev na červená krvinka membrány, v neuromuskulární spojení, a v jiných neurálních synapse. Acetylcholinesteráza existuje v mnoha molekulárních formách. V mozku savců se většina AChE vyskytuje jako tetramerní forma G4 (10) s mnohem menším množstvím monomerní formy G1 (4S).[3]

Butyrylcholinesteráza (ES 3.1.1.8 ) (BCHE), také známý jako cholinesteráza, cholinesteráza II, BChE, BuChE, pseudocholinesteráza (PCE), plazmatická cholinesteráza (PChE), sérová cholinesteráza (SChE), butylcholinesteráza nebo (nejvíce formálně) acylcholin acylhydroláza se vyrábí v játra a nachází se především v krevní plazma. The butyl a butyryl slabiky oba odkazují butan s jedním z jeho terminálu methylové skupiny nahrazeno.

Poločas BCHE je přibližně 10 až 14 dní.[4] U pacientů s pokročilým onemocněním mohou být hladiny BCHE sníženy nemoc jater. Pokles musí být větší než 75%, než dojde k významnému prodloužení neuromuskulární blokády sukcinylcholin.[5][6]

Objev

V roce 1968 Walo Leuzinger et al. úspěšně purifikovaná a krystalizovaná acetylcholinesteráza z elektrické úhoře na Columbia University, NY.[7][8]

3D struktura acetylcholinesterázy byla poprvé stanovena v roce 1991 autorem Joel Sussman et al. pomocí bílkovin z Pacifický elektrický paprsek.[9]

Klinicky užitečné množství butyrylcholinesterázy bylo syntetizováno v roce 2007 PharmAthene pomocí geneticky modifikovaných koz.[10]

Klinický význam

Absence nebo mutace enzymu BCHE vede ke zdravotnímu stavu známému jako nedostatek pseudocholinesterázy. Jedná se o tichý stav, který se projevuje pouze tehdy, když lidé s nedostatkem dostávají svalové relaxanci sukcinylcholin nebo mivakurium během operace.

Nedostatek pseudocholinesterázy může také ovlivnit výběr lokálního anestetika při zubních výkonech. Enzym hraje důležitou roli v metabolismu lokálních anestetik na bázi esteru, nedostatek snižuje hranici bezpečnosti a zvyšuje riziko systémových účinků u tohoto typu anestetika. U těchto pacientů se doporučuje zvolit roztok na bázi amidu.

Zvýšení plazmatických hladin BCHE bylo pozorováno u 90,5% akutních případů infarkt myokardu.[11]

Přítomnost ACHE v plodové vodě může být testována na počátku těhotenství. Vzorek plodové vody je odstraněn pomocí amniocentéza a přítomnost ACHE může potvrdit několik běžných typů vrozených vad, včetně defekty břišní stěny a defekty neurální trubice.[12]

BCHE lze použít jako a profylaktický agent proti nervový plyn a jiné otravy organofosfáty.[10]

Inhibitory

A inhibitor cholinesterázy (nebo „anticholinesteráza“) potlačuje působení enzymu. Kvůli své základní funkci jsou chemikálie, které interferují s působením cholinesterázy, silné neurotoxiny, způsobující nadměrné slinění a slzení očí v nízkých dávkách, následované svalovými křečemi a nakonec smrtí (příklady jsou některé hadí jedy a nervové plyny sarin a VX ). Jeden lék působící proti je pralidoxim. Ukázalo se, že takzvané nervové plyny a mnoho látek používaných v insekticidech působí kombinací se zbytkem serinu v aktivním místě acetylcholinesterázy a úplnou inhibicí enzymu. Enzym acetylcholinesteráza štěpí neurotransmiter acetylcholin, který se uvolňuje v nervových a svalových spojeních, aby mohl uvolnit sval nebo orgán. Výsledkem inhibice acetylcholinesterázy je to, že se acetylcholin hromadí a pokračuje v činnosti, takže se neustále přenášejí jakékoli nervové impulsy a svalové kontrakce se nezastaví.

Mezi nejběžnější inhibitory acetylcholinesterázy patří sloučeniny na bázi fosforu, které jsou určeny k vazbě na aktivní místo enzym. Konstrukční požadavky jsou a fosfor atom nesoucí dva lipofilní skupiny, odstupující skupina (například a halogenid nebo thiokyanát ) a a terminál kyslík. Záznam na Lawessonovo činidlo má některé podrobnosti o jedné podtřídě sloučenin na bázi fosforu.

Nějaký benzodiazepiny, např. temazepam mají inhibiční účinek na cholinesterázu.[13]

Hladiny cholinesterázy lze použít jako nepřímý marker expozice arsenu.[14]

Mimo biochemická válka, anticholinesterázy se také používají k zvrácení paralýzy vyvolané léčbou během anestézie; stejně jako při léčbě myasthenia gravis, glaukom, a Alzheimerova choroba. Takové sloučeniny se používají k zabíjení hmyz v řadě produktů včetně ovčí dip, organofosfát pesticidy a karbamát pesticidy. Kromě výše popsané akutní otravy může dojít k semiakutní otravě charakterizované silnými duševními poruchami. Rovněž může dojít k dlouhodobé expozici vrozené vady.[Citace je zapotřebí ]

Popová kultura

  • Na sezóna osm z Zákon a pořádek: SVU, Olivia Benson je odvezen do nemocnice poté, co byl vystaven organofosfáty, kde je řečeno, že její hladina cholinesterázy je nízká.
  • Ve filmu Já uvnitř „Simon Cable je otráven inhibitory cholinesterázy a je uveden atropin a pralidoxim pomoci zvrátit jed. Lékař je také zobrazen výdej a diazepam na začátku filmu.
  • Ve filmu Kámen, Dr. Goodspeed (Nicolas cage ) správně popisuje účinky chemické zbraně VX plyn jako inhibitor cholinesterázy Johnu Masonovi (Sean Connery ), protože odstraňují naváděcí čipy z rakety určené k dodávce plynu do San Franciska z Alcatraz.
  • Nezávislá kapela Ruet Caelum má píseň s názvem „Ukazuji známky inhibice cholinesterázy“
  • V knize „Předposlední pravda“ od Philip K. Dick „Členům divizí podzemních tanků je zakázáno vynořovat se ze strachu, že budou vystaveni útoku nervového plynu ničícího cholinesterázu.

Další obrázky

Reference

  1. ^ A b Colović MB, Krstić DZ, Lazarević-Pašti TD, Bondžić AM, Vasić VM (květen 2013). „Inhibitory acetylcholinesterázy: farmakologie a toxikologie“. Současná neurofarmakologie. Bentham Science Publishers Ltd. 11 (3): 315–35. doi:10.2174 / 1570159x11311030006. PMC  3648782. PMID  24179466.
  2. ^ A b C d E Elsevier, Dorlandův ilustrovaný lékařský slovník, Elsevier.
  3. ^ Wang R, Tang XC (2005). „Neuroprotektivní účinky huperzinu A. Přírodní inhibitor cholinesterázy pro léčbu Alzheimerovy choroby“. Neuro-signály. 14 (1–2): 71–82. doi:10.1159/000085387. PMID  15956816.
  4. ^ Whittaker M (1980). "Varianty plazmatické cholinesterázy a anesteziolog". Anestézie. 35 (2): 174–197. doi:10.1111 / j.1365-2044.1980.tb03800.x. PMID  6992635. S2CID  32806785.
  5. ^ Barash PG, Cullen BF, Stoelting RK (2006). Příručka klinické anestezie (5. vydání). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins. str. 546–9. ISBN  978-0-7817-5745-4.
  6. ^ Miller RD (2005). Millerova anestezie (6. vydání). Philadelphia, Penns.: Elsevier / Churchill Livingstone. str.487–8. ISBN  978-0-443-06618-4.
  7. ^ Leuzinger W, Baker AL (únor 1967). "Acetylcholinesteráza, I. Čištění ve velkém měřítku, homogenita a analýza aminokyselin". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 57 (2): 446–51. doi:10.1073 / pnas.57.2.446. PMC  335526. PMID  16591490.
  8. ^ Leuzinger W, Baker AL, Cauvin E (únor 1968). "Acetylcholinesteráza. II. Krystalizace, absorpční spektra, izoiontový bod". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 59 (2): 620–3. doi:10.1073 / pnas.59.2.620. PMC  224717. PMID  5238989.
  9. ^ Sussman JL, Harel M, Frolow F, Oefner C, Goldman A, Toker L, Silman I (srpen 1991). "Atomová struktura acetylcholinesterázy z Torpedo californica: prototypový protein vázající acetylcholin". Věda. 253 (5022): 872–9. doi:10.1126 / science.1678899. PMID  1678899. S2CID  28833513.
  10. ^ A b Huang YJ, Huang Y, Baldassarre H, Wang B, Lazaris A, Leduc M, Bilodeau AS, Bellemare A, Côté M, Herskovits P, Touati M, Turcotte C, Valeanu L, Lemée N, Wilgus H, Bégin I, Bhatia B , Rao K, Neveu N, Brochu E, Pierson J, Hockley DK, Cerasoli DM, Lenz DE, Karatzas CN, Langermann S (srpen 2007). „Rekombinantní lidská butyrylcholinesteráza z mléka transgenních zvířat na ochranu před otravou organofosfáty“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (34): 13603–8. doi:10.1073 / pnas.0702756104. PMC  1934339. PMID  17660298. Shrnutí ležel – BBC novinky.
  11. ^ Shinde R, Chatterjea MN (2005). Učebnice lékařské biochemie (6. vydání). Nové Dillí: Jaypee Brothers Medical Publications (P) Ltd. str. 565. ISBN  978-9350254844.
  12. ^ FBR Resource Guide: Acetylcholinesterase-Amniotic Fluid Archivováno 2007-06-25 na Wayback Machine. Nadace pro výzkum krve (7. září 2007). Citováno 2007-11-21.
  13. ^ Holmes JH, Kanfer I, Zwarenstein H (srpen 1978). "Účinek benzodiazepinových derivátů na lidskou krevní cholinesterázu in vitro". Výzkum komunikace v chemické patologii a farmakologii. 21 (2): 367–70. PMID  29327.
  14. ^ Ali N, Hoque MA, Haque A, Salam KA, Karim MR, Rahman A, Islam K, Saud ZA, Khalek MA, Akhand AA, Hossain M, Mandal A, Karim MR, Miyataka H, ​​Himeno S, Hossain K (2010) . „Sdružení mezi expozicí arsenu a aktivitou cholinesterázy v plazmě: populační studie v Bangladéši“. Environmentální zdraví. 9: 36. doi:10.1186 / 1476-069X-9-36. PMC  2911418. PMID  20618979.

externí odkazy