Холинестераза
Холинестераза (ЕЦ 3.1.1.8, псеудохолинестераза, бутирилхолин естераза, неспецифична холинестераза, холин естераза II, бензоилхолинестераза, холин естераза, бутирилхолинестераза, пропионилхолинестераза, антихолинестераза, BtChoEase) је ензим са систематским именом ацилхолин ацилхидролаза.[1][2][3][4][5][6] Овај ензим катализује следећу хемијску реакцију
| Холинестераза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Идентификатори | |||||||||
| ЕЦ број | 3.1.1.8 | ||||||||
| ЦАС број | 2593805 | ||||||||
| Базе података | |||||||||
| ИнтЕнз | ИнтЕнз преглед | ||||||||
| БРЕНДА | БРЕНДА приступ | ||||||||
| ЕxПАСy | НицеЗyме преглед | ||||||||
| КЕГГ | КЕГГ приступ | ||||||||
| МетаЦyц | метаболички пут | ||||||||
| ПРИАМ | профил | ||||||||
| Структуре ПБП | РЦСБ ПДБ ПДБе ПДБј ПДБсум | ||||||||
| |||||||||
- ацилхолин + H2О холин + карбоксилат
Овај ензим делује мноштво холинских естара.
У биохемији, холинестераза или холин естераза је породица естераза која лизира естре засноване на холину, од којих већина служе као неуротрансмитери. Дакле, један од два ензима катализује хидролизу ових холинергичних неуротрансмитера, као што је разбијање ацетилхолина у холин и сирћетну киселину. Ове реакције су неопходне да би се холинергични неурон вратио у стање мировања након активације. На пример, код контракције мишића, ацетилхолин на неуромишићном споју покреће контракцију; али да би се мишић после опустио, уместо да остане закључан у напетом стању, ацетилхолин мора да се разгради холин естеразом. Главни тип за ту сврху је ацетилхолинестераза (такође се назива холин естераза I или еритроцитна холинестераза); налази се углавном у хемијским синапсама и мембранама црвених крвних зрнаца. Други тип је бутирилхолинестераза (такође се назива холин естераза II или холинестераза у плазми); налази се углавном у крвној плазми.
Врсте и номенклатура уреди
Две врсте холинестеразе су ацетилхолинестераза (АЦХЕ) и бутирилхолинестераза (БЦХЕ). Разлика између ове две врсте повезана је са њиховим преференцијама за подлоге: прва брже хидролизује ацетилхолин; потоњи брже хидролизује бутирилхолин.
Термин холинестераза понекад се користи да би се посебно односио на бутирилхолинестеразу, али ова употреба ствара необичност да холинестераза и лажна холинестераза (псеудохолинестераза) под том шемом значе исто (збуњујуће), а ацетилхолинестераза се тада назива истинском холинестеразом. Насупрот томе, стварајући другу необичност да холинестераза и истинска холинестераза тада не значе исто. Али таква употреба је сада застарела; тренутна, недвосмислена имена и симболи ХГНЦ су ацетилхолинестераза (АЦХЕ) и бутирилхолинестераза (БЦХЕ).
Ацетилхолинестераза (ЕЦ 3.1.1.7) (АЦХЕ), такође позната и као АЦхЕ, холин естераза I, еритроцитна холинестераза или еритроцитна холинестераза, истинска холинестераза, холин естераза I или (најформалније) ацетилхолин ацетилхидролазе, примарно се налази у крви на црвеној боји мембране крвних зрнаца, у нервно-мишићним спојевима и у другим неуронским синапсама. Ацетилхолинестераза постоји у више молекуларних облика. У мозгу сисара већина АЦхЕ се јавља као тетрамерни облик Г4 (10) са много мањим количинама мономерног облика Г1 (4С).
Бутирилхолинестераза (ЕЦ 3.1.1.8) (БЦХЕ), позната и као холинестераза, холин естераза II, БЦхЕ, БуЦхЕ, псеудохолинестераза (ПЦЕ), холинестераза у плазми (ПЦхЕ), холинестераза у серуму (ПЦхЕ), бутилхолинестераза или (најформалније) акилхолин ацил , производи се у јетри и налази се првенствено у крвној плазми. I бутил и бутирил слогови односе се на бутан са замењеном једном од крајњих метил група.
Полуживот БЦХЕ је приближно 10 до 14 дана. Ниво БЦХЕ се може смањити код пацијената са узнапредовалом болешћу јетре. Смањење мора бити веће од 75% пре него што се сукцинилхолином догоди значајно продужење неуромускуларне блокаде.
Откриће уреди
1968. Вало Леузингер и сар. успешно су пречистили и кристалисали ацетилхолинестеразу из електричних јегуља на Универзитету Колумбија, Њујорк.
3Д структуру ацетилхолинестеразе први пут су 1991. године одредили Јоел Суссман и сарадници, коришћењем протеина са електричног зрака Тихог океана.
Клинички корисне количине бутирилхолинестеразе синтетизовао је 2007. године ПхармАтхене, употребом генетски модификованих коза.
Клинички значај уреди
Одсуство или мутација ензима БЦХЕ доводи до медицинског стања познатог као недостатак псеудохолинестеразе. Ово је тихо стање које се манифестује само када људи који имају недостатак приме мишићне релаксанте сукцинилхолин или мивакуријум током операције.
Недостатак псеудохолинестеразе такође може утицати на локалну анестезију у стоматолошким процедурама. Ензим игра важну улогу у метаболизму локалних анестетика на бази естера, недостатак смањује безбедносну границу и повећава ризик од системских ефеката код ове врсте анестетика. Код таквих пацијената препоручује се избор раствора на бази амида.
Повишење нивоа БЦХЕ у плазми примећено је у 90,5% случајева акутног инфаркта миокарда.
Присуство АЦХЕ у амнионској течности може се тестирати у раној трудноћи. Узорак амнионске течности уклања се амниоцентезом, а присуство АЦХЕ може потврдити неколико уобичајених врста урођених мана, укључујући дефекте трбушног зида и дефекте нервне цеви.
БЦХЕ се може користити као профилактичко средство против тровања нервним гасовима и другим органофосфатима.
Инхибитори уреди
Инхибитор холинестеразе (или „антихолинестераза“) потискује деловање ензима. Због своје суштинске функције, хемикалије које ометају деловање холинестеразе снажни су неуротоксини, узрокујући прекомерно саливацију и сузење очију у малим дозама, праћене грчевима мишића и на крају смрћу (примери су змијски отрови, нервни гасови сарин и ВКС ). Један од лекова који се супротставља је пралидоксим. Показано је да такозвани нервни гасови и многе супстанце које се користе у инсектицидима делују комбиновањем са остатком серина у активном месту ацетилхолин естеразе, у потпуности инхибирајући ензим. Ензим ацетилхолин естераза разграђује неуротрансмитер ацетилхолин који се ослобађа на спојевима нерва и мишића, како би омогућио опуштање мишића или органа. Резултат инхибиције ацетилхолин естеразе је да се ацетилхолин гради и наставља да делује тако да се било који нервни импулс непрекидно преноси и контракције мишића не престају.
Међу најчешћим инхибиторима ацетилхолинестеразе су једињења на бази фосфора, која су дизајнирана да се вежу за активно место ензима. Структурни захтеви су атом фосфора који садржи две липофилне групе, одлазећу групу (као што је халид или тиоцијанат) и крајњи кисеоник. Унос о Лавессон-овом реагенсу садржи неке детаље о једној подкласи једињења на бази фосфора.
Неки бензодиазепини, нпр. темазепам делује инхибиторно на холинестеразу.
Ниво холинестеразе може се користити као индиректни маркер изложености арсену.
Изван биохемијског рата, антихолинестеразе се такође користе за преокрет парализе изазване лековима током анестезије; као и у лечењу миастеније гравис, глаукома и Алцхајмерове болести. Таква једињења се користе за уништавање инсеката у читавом низу производа, укључујући умочивање оваца, органофосфатне пестициде и карбаматне пестициде. Поред акутног тровања као што је горе описано, може се десити и полуакутно тровање које карактеришу јаке менталне сметње. Такође, продужено излагање може проузроковати урођене недостатке.
Поп култура уреди
- Осме сезоне реда и закона: СВУ, Оливиа Бенсон је одведена у болницу након излагања органофосфатима, где јој је речено да је њен ниво холинестеразе низак.
- У филму Тхе Инсиде, Симон Цабле се трује инхибиторима холинестеразе и даје му атропин и пралидоксим како би помогао да се отров преокрене. Лекару је такође приказано давање диазепама на почетку филма.
- У филму Тхе Роцк, др. Гоодспеед (Ницолас Цаге) исправно описује ефекте хемијског оружја ВКС гаса као инхибитора холинестеразе на Јохна Масон-а (Сеан Цоннери) док уклањају чипове за навођење из ракете дизајниране за допремање гаса у Сан Францисцо из Алкатраза.
- Индие бенд Рует Цаелум има песму под називом „Показивање знакова инхибиције холинестеразе“
- У књизи „Претпоследња истина“ Филипа К. Дика, припадницима подземних резервоарских дивизија забрањено је излазак на површину са страхом да ће бити изложени нападу нервних гасова који уништава холинестеразу.
Додатне слике уреди
Референце уреди
- ^ Аугустинссон, К.-Б. (1948). „Цхолинестерасес. А студy ин цомпаративе ензyмологy”. Ацта Пхyсиол. Сцанд. 15, Суппл. 2: —.
- ^ Аугустинссон, К.-Б. & Олссон, Б. (1959). „Естерасес ин тхе милк анд блоод пласма оф сwине. 1. Субстрате специфицитy анд елецтропхоресис студиес”. Биоцхем. Ј. 71: 477—484. ПМИД 13638253.
- ^ Коелле, Г.Б. (1953). „Цхолинестерасес оф тхе тиссуес анд сера оф раббитс”. Биоцхем. Ј. 53: 217—226. ПМИД 13032058.
- ^ Нацхмансохн, D. & Wилсон, I.Б. (1951). „Тхе ензyмиц хyдролyсис анд сyнтхесис оф ацетyлцхолине”. Адв. Ензyмол. Релат. Субј. Биоцхем. 12: 259—339. ПМИД 14885021.
- ^ Саwyер, C.Х. (1945). „Хyдролyсис оф цхолине естерс бy ливер”. Сциенце. 101: 385—386.
- ^ Стрелитз, Ф. (1944). „Студиес он цхолинестерасе. 4. Пурифицатион оф псеудо-цхолинестерасе фром хорсе серум”. Биоцхем. Ј. 38: 86—88. ПМИД 16747753.
Литература уреди
- Ницхолас C. Прице; Леwис Стевенс (1999). Фундаменталс оф Ензyмологy: Тхе Целл анд Молецулар Биологy оф Цаталyтиц Протеинс (Тхирд изд.). УСА: Оxфорд Университy Пресс. ИСБН 019850229X.
- Ериц Ј. Тооне (2006). Адванцес ин Ензyмологy анд Релатед Ареас оф Молецулар Биологy, Протеин Еволутион (Волуме 75 изд.). Wилеy-Интерсциенце. ИСБН 0471205036.
- Бранден C; Тоозе Ј. Интродуцтион то Протеин Струцтуре. Неw Yорк, НY: Гарланд Публисхинг. ИСБН 0-8153-2305-0.
- Ирwин Х. Сегел. Ензyме Кинетицс: Бехавиор анд Аналyсис оф Рапид Еqуилибриум анд Стеадy-Стате Ензyме Сyстемс (Боок 44 изд.). Wилеy Цлассицс Либрарy. ИСБН 0471303097.
Спољашње везе уреди
- Цхолинестерасе на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
