холинэстераза
| ацетилхолинэстераза (группа крови Yt) | |||
|---|---|---|---|
 Схема ацетилхолинэстеразы тихоокеанских электрических лучей . Из PDB : 1EA5 . | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | БОЛИ | ||
| Альт. символы | ЮТ | ||
| ген NCBI | 43 | ||
| HGNC | 108 | ||
| МОЙ БОГ | 100740 | ||
| RefSeq | НМ_015831 | ||
| ЮниПрот | P22303 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 3.1.1.7 | ||
| Локус | Хр. 7 q22 | ||
| |||
| бутирилхолинэстераза | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | сука | ||
| Альт. символы | ЧЕ1, ЧЕ2, Е1 | ||
| ген NCBI | 590 | ||
| HGNC | 983 | ||
| МОЙ БОГ | 177400 | ||
| RefSeq | НМ_000055 | ||
| ЮниПрот | P06276 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 3.1.1.8 | ||
| Локус | Хр. 3 q26.1-26.2 | ||
| |||
Фермент холинэстераза (EC 3.1.1.8, холинэстераза ; систематическое название ацилхолин-ацилгидролаза ) катализирует гидролиз холина сложных эфиров :
- ацилхолин + H 2 O = холин + карбоксилат
Некоторые из них служат нейротрансмиттерами . [1] образом, один из двух ферментов катализирует гидролиз нейротрансмиттеров Таким этих холинергических , например расщепление ацетилхолина на холин и уксусную кислоту . [1] 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 в напряженном состоянии, ацетилхолин должен расщепляться холинэстеразой. Основным типом для этой цели является ацетилхолинэстераза (также называемая холинэстеразой I). [2] или холинэстераза эритроцитов); он обнаруживается главным образом в химических синапсах и мембранах эритроцитов . Другой тип — бутирилхолинэстераза (также называемая холинэстеразой II). [2] или холинэстераза плазмы); он обнаруживается главным образом в плазме крови .
Виды и номенклатура
[ редактировать ]Двумя типами холинэстеразы являются ацетилхолинэстераза (ACHE) и бутирилхолинэстераза (BCHE). Разница между этими двумя типами связана с их предпочтениями в отношении субстратов : первый гидролизует ацетилхолин быстрее ; последний гидролизует бутирилхолин быстрее .
Термин холинэстераза иногда используется для обозначения бутирилхолинэстеразы. [2] но такое использование приводит к странности: холинэстераза и ложная холинэстераза ( псевдохолинэстераза ) в этой схеме означают одно и то же. [2] (что сбивает с толку), а ацетилхолинэстеразу тогда называют истинной холинэстеразой , напротив, [2] возникает вторая странность: холинэстераза и истинная холинэстераза в таком случае означают не 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) ацетилхолин-ацетилгидролаза, обнаруживается преимущественно в крови на красном фоне. клеток крови мембраны , нервно-мышечные соединения и другие нервные синапсы . Ацетилхолинэстераза существует в нескольких молекулярных формах. В мозге млекопитающих большая часть АХЭ встречается в виде тетрамерной формы G4 (10) с гораздо меньшими количествами мономерной формы G1 (4S). [3]
Бутирилхолинэстераза ( EC 3.1.1.8 ) (BCHE), также известная как холинэстераза, холинэстераза II, BChE, BuChE, псевдохолинэстераза (PCE), холинэстераза плазмы (PChE), сывороточная холинэстераза (SChE), бутилхолинэстераза или (наиболее формально) ацилхолин-ацилгидролаза. , вырабатывается в печени и обнаруживается преимущественно в плазме крови . Бутильный бутирильный и с слоги относятся к бутану замещенной одной из его концевых метильных групп .
Период полувыведения BCHE составляет примерно 10–14 дней. [4] Уровни BCHE могут быть снижены у пациентов с прогрессирующим заболеванием печени . Снижение должно быть более 75%, прежде чем произойдет значительное продление нервно-мышечной блокады сукцинилхолином . [5] [6]
Открытие
[ редактировать ]В 1968 году Вало Лейзингер и др. успешно очистил и кристаллизовал ацетилхолинэстеразу электрических угрей в Колумбийском университете, Нью-Йорк. [7] [8]
Трехмерная структура ацетилхолинэстеразы была впервые определена в 1991 году Джоэлом Сассманом и соавт. используя белок тихоокеанского электрического ската . [9]
Клинически полезные количества бутирилхолинэстеразы были синтезированы в 2007 году компанией PharmAthene с использованием генетически модифицированных коз. [10]
Клиническое значение
[ редактировать ]Отсутствие или мутация фермента BCHE приводит к заболеванию, известному как дефицит псевдохолинэстеразы . Это молчаливое 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 эфиров, его дефицит снижает предел безопасности и увеличивает риск системных эффектов при использовании этого типа анестетика. Таким пациентам рекомендуется выбор раствора на основе амидов.
Повышение уровня БУХЭ в плазме наблюдалось в 90,5% случаев острого инфаркта миокарда . [11]
Наличие ACHE в околоплодных водах можно проверить на ранних сроках беременности. Образец околоплодных вод удаляется путем амниоцентеза , и наличие ACHE может подтвердить несколько распространенных типов врожденных дефектов, включая дефекты брюшной стенки и дефекты нервной трубки . [12]
BCHE можно использовать в качестве профилактического средства против нервно-паралитических газов и других отравлений фосфорорганическими соединениями. [10]
Некоторые ранние исследования указывают на генетическую недостаточность бутилхолинэстеразы как на возможный компонент-кандидат синдрома внезапной детской смерти . [13]
Фермент ацетилхолинэстераза и ее ингибирование играют роль в развитии миофасциальных триггерных точек и связанного с ними миофасциального болевого синдрома. При введении мышам ингибиторов ацетилхолинэстеразы и электрической стимуляции в мышцах появляются триггерные точки . [14] [15]
Ингибиторы
[ редактировать ]Ингибитор холинэстеразы (или «антихолинэстераза») подавляет действие фермента. Из-за своей основной функции химические вещества, которые мешают действию холинэстеразы, являются мощными 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 препаратов является пралидоксим . Было показано, что так называемые нервно-паралитические газы и многие вещества, используемые в инсектицидах, действуют путем соединения с остатком серина в активном центре ацетилхолинэстеразы, полностью ингибируя фермент. Фермент ацетилхолинэстераза расщепляет нейромедиатор ацетилхолин, который высвобождается в нервных и мышечных соединениях, чтобы позволить мышцам или органам расслабиться. Результатом ингибирования ацетилхолинэстеразы является то, что ацетилхолин накапливается и продолжает действовать, так что любые нервные импульсы постоянно передаются, а мышечные сокращения не прекращаются.
Среди наиболее распространенных ингибиторов ацетилхолинэстеразы — соединения на основе фосфора, которые предназначены для связывания с активным центром фермента . Структурные требования: атом фосфора , несущий две липофильные группы, уходящую группу (например, галогенид или тиоцианат ) и концевой кислород . В статье о реагенте Ловессона есть некоторые подробности об одном подклассе соединений на основе фосфора.
Некоторые бензодиазепины , например темазепам, оказывают ингибирующее действие на холинэстеразу. [16]
Уровни холинэстеразы можно использовать в качестве косвенного маркера воздействия мышьяка. [17]
Помимо биохимической войны , антихолинэстеразы также используются для устранения 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 соус для овец , фосфорорганические пестициды и карбаматные пестициды. Помимо острого отравления, описанного выше, может возникнуть полуострое отравление, характеризующееся сильными психическими расстройствами. Кроме того, длительное воздействие может вызвать врожденные дефекты . [ нужна ссылка ]
Дополнительные изображения
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Чолович М.Б., Крстич Д.З., Лазаревич-Пашти Т.Д., Бонджич А.М., Васич В.М. (май 2013 г.). «Ингибиторы ацетилхолинэстеразы: фармакология и токсикология» . Современная нейрофармакология . 11 (3). Bentham Science Publishers Ltd.: 315–35. дои : 10.2174/1570159x11311030006 . ПМЦ 3648782 . ПМИД 24179466 .
- ^ Jump up to: а б с д и Elsevier , Иллюстрированный медицинский словарь Дорланда , Elsevier, заархивировано из оригинала 11 января 2014 г. , получено 24 сентября 2015 г.
- ^ Ван Р., Тан XC (2005). «Нейропротекторное действие гиперзина А. Природный ингибитор холинэстеразы для лечения болезни Альцгеймера» . Нейросигналы . 14 (1–2): 71–82. дои : 10.1159/000085387 . ПМИД 15956816 .
- ^ Уиттакер М (1980). «Варианты холинэстеразы плазмы и анестезиолог». Анестезия . 35 (2): 174–197. дои : 10.1111/j.1365-2044.1980.tb03800.x . ПМИД 6992635 . S2CID 32806785 .
- ^ Бараш П.Г., Каллен Б.Ф., Стултинг Р.К. (2006). Справочник по клинической анестезии (5-е изд.). Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 546–9. ISBN 978-0-7817-5745-4 .
- ^ Миллер Р.Д. (2005). Анестезия Миллера (6-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевир/Черчилль Ливингстон. стр. 487–8 . ISBN 978-0-443-06618-4 .
- ^ Лейзингер В., Бейкер А.Л. (февраль 1967 г.). «Ацетилхолинэстераза, I. Крупномасштабная очистка, гомогенность и анализ аминокислот» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 57 (2): 446–51. Бибкод : 1967PNAS...57..446L . дои : 10.1073/pnas.57.2.446 . ПМК 335526 . ПМИД 16591490 .
- ^ Лейзингер В., Бейкер А.Л., Ковин Э. (февраль 1968 г.). «Ацетилхолинэстераза. II. Кристаллизация, спектры поглощения, изоионная точка» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 59 (2): 620–3. Бибкод : 1968PNAS...59..620L . дои : 10.1073/pnas.59.2.620 . ПМК 224717 . ПМИД 5238989 .
- ^ Сассман Дж.Л., Харел М., Фролоу Ф., Офнер С., Голдман А., Токер Л., Силман I (август 1991 г.). «Атомная структура ацетилхолинэстеразы из Torpedo California: прототип ацетилхолинсвязывающего белка». Наука . 253 (5022): 872–9. Бибкод : 1991Sci...253..872S . дои : 10.1126/science.1678899 . ПМИД 1678899 . S2CID 28833513 .
- ^ Jump up to: а б Хуан Ю.Дж., Хуан Ю., Бальдассарр Х., Ван Б., Лазарис А., Ледюк М., Билодо А.С., Бельмар А., Коте М., Херсковиц П., Туати М., Тюркотт К., Валеану Л., Леме Н., Вильгус Х., Бегин I, Бхатия Б. , Рао К., Неве Н., Брочу Э., Пирсон Дж., Хокли Д.К., Серасоли Д.М., Ленц Д.Е., Карацас К.Н., Лангерманн С. (август 2007 г.). «Рекомбинантная бутирилхолинэстераза человека из молока трансгенных животных для защиты от отравления фосфорорганическими соединениями» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (34): 13603–8. Бибкод : 2007PNAS..10413603H . дои : 10.1073/pnas.0702756104 . ЧВК 1934339 . ПМИД 17660298 .
- «Противоядие от нервно-паралитического газа, изготовленное козами» . Новости Би-би-си . 24 июля 2007 г.
- ^ Шинде Р., Чаттерджи М.Н. (2005). Учебник медицинской биохимии (6-е изд.). Нью-Дели: Jaypee Brothers Medical Publications (P) Ltd., с. 565. ИСБН 978-93-5025-484-4 .
- ^ Справочник ресурсов FBR: Ацетилхолинэстераза-амниотическая жидкость. Архивировано 25 июня 2007 г. в Wayback Machine . Фонд исследований крови (7 сентября 2007 г.). Проверено 21 ноября 2007 г.
- ^ Харрингтон, Коннектикут, Хафид Н.А., Уотерс К.А. (06 мая 2022 г.). «Бутирилхолинэстераза является потенциальным биомаркером синдрома внезапной детской смерти» . Электронная биомедицина . 80 . дои : 10.1016/j.ebiom.2022.104041 . ПМК 9092508 . ПМИД 35533499 .
- ^ Менсе С., Саймонс Д., Хохайзель У., Квенцер Б. (2003). «Поражения скелетных мышц крыс после местной блокады ацетилхолинэстеразы и нервно-мышечной стимуляции» . J Appl Physiol . 94 (6): 2494–2901. doi : 10.1152/japplphysicalol.00727.2002 . ПМИД 12576409 . S2CID 1829156 . Проверено 24 сентября 2023 г.
- ^ Саймонс Д.Г. (февраль 2004 г.). «Обзор загадочных MTrP как частой причины загадочных скелетно-мышечных болей и дисфункций» . Журнал электромиографии и кинезиологии . 14 (1): 95–107. doi : 10.1016/j.jelekin.2003.09.018 . ISSN 1050-6411 . ПМИД 14759755 .
- ^ Холмс Дж. Х., Канфер I, Зваренштайн Х. (август 1978 г.). «Влияние производных бензодиазепина на холинэстеразу крови человека in vitro». Научные коммуникации в области химической патологии и фармакологии . 21 (2): 367–70. ПМИД 29327 .
- ^ Али Н., Хок М.А., Хак А., Салам К.А., Карим М.Р., Рахман А., Ислам К., Сауд З.А., Халек М.А., Аканд А.А., Хоссейн М., Мандал А., Карим М.Р., Миятака Х., Химено С., Хоссейн К. (2010) . «Связь между воздействием мышьяка и активностью холинэстеразы плазмы: популяционное исследование в Бангладеш» . Экологическое здоровье . 9 (1): 36. Бибкод : 2010EnvHe...9...36A . дои : 10.1186/1476-069X-9-36 . ПМК 2911418 . ПМИД 20618979 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Тематические исследования ATSDR в экологической медицине: ингибиторы холинэстеразы, включая инсектициды и боевые отравляющие вещества нервно-паралитического действия США Министерство здравоохранения и социальных служб
- Фильмы на сайте weizmann.ac.il, показывающие структуру ацетилхолинэстеразы и взаимодействие с различными ингибиторами.
- Протеопедия Ацетилхолинэстераза
- PDB Молекула месяца Холинэстераза
- Ацетилхолинэстераза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Псевдохолинэстераза Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)
