Acetylcholinesterase

Acetylcholinesterase

Acetylcholinesterase

Bändermodell des Monomers der AChE vom Menschen im Komplex mit Fasciculin (ein Schlangentoxin), nach PDB 1B41
Vorhandene Strukturdaten: 1b41, 1f8u, 1vzj
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 583 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homotetramer
Isoformen 2
Bezeichner
Gen-Namen AChE; ARAChE; N-AChE; YT
Externe IDs OMIM: 100740 UniProtP22303   MGI: 87876 CAS-Nummer: 9000-81-1
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.1.1.7  Esterase
Reaktionsart Hydrolyse
Substrat Acetylcholin + H2O
Produkte Cholin + Acetat
Vorkommen
Homologie-Familie Carboxylesterase
Übergeordnetes Taxon Chordatiere
Bändermodell der AChE von Torpedo californica im Komplex mit Huperzin, nach 1EA5

Die Acetylcholinesterase (AChE) ist ein Enzym aus der Gruppe der Cholinesterasen, welches spezifisch den Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) in Essigsäure (das Acetat wird nach der Spaltung rasch protoniert) und Cholin hydrolysiert.

Wirkung

Die AChE wirkt vor allem im Zentralnervensystem (ZNS), an neuromuskulären Synapsen (wie der motorischen Endplatte) sowie im vegetativen Nervensystem, da hier bevorzugt ACh als Neurotransmitter zur Exozytose verwandt wird. Die Acetylcholinesterase ist eines der schnellsten Enzyme überhaupt (diffusionskontrolliert, siehe Enzymkinetik und Diffusion). Die große Geschwindigkeit ist erforderlich, um den Zeitabstand der von den Neuronen übertragenen Reize durch sofortigen Abbau des Neurotransmitters so kurz wie möglich zu halten.

Cholinesteraseinhibitoren

Die Acetylcholinesterase wird u. a. durch das Insektizid Parathion (E 605) oder andere Organophosphorsäureester wie die chemischen Kampfstoffe Sarin, Tabun und Soman durch Phosphorylierung des Serins gehemmt. Das Enzym wird so unwirksam und ACh verbleibt in höherer Konzentration im synaptischen Spalt. Die Erhöhung des Parasympathikotonus führt zu Krämpfen u. a. des Magen-Darm-Traktes und kann zum Tod durch Atemlähmung führen. Weitere AChE-Hemmstoffe sind z. B. Diisopropylfluorophosphat (DIFP), 4-Chlormercuribenzoesäure, Physostigmin, Huperzin A oder Neostigmin, das auch als Curare-Antagonist wirkt. Es durchbricht die Wirkung von Curare, das die ACh-Bindung an subsynaptische Rezeptoren verhindert. Physostigmin ist im Gegensatz zu Neostigmin ZNS-gängig.

Weitere Hemmstoffe der AChE sind Donepezil, Rivastigmin, Tetrahydroaminoacridin und Galantamin, die allesamt für die symptomatische Behandlung der Alzheimerschen Erkrankung zugelassen sind. Der Wirkstoff Pyridostigmin wird in der Form des nicht ZNS-gängigen Salzes Pyridostigminiumbromid bei Myasthenia gravis angewandt.

Darüber hinaus hemmen möglicherweise manche Bestandteile von Harpagophytum procumbens (Teufelskralle) die Cholinesterasen, darunter auch die Acetylcholinesterase. [1]

Sonstige Verwendung

Acetylcholinesterase wird auch in Geräten zur Trinkwasserkontrolle beziehungsweise zur Untersuchung von Proben auf Insektizide oder andere acetylcholinesterasehemmenden Giftstoffen verwendet.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Georgiev MI, Alipieva K, Orhan IE.: Cholinesterases inhibitory and antioxidant activities of Harpagophytum procumbens from in vitro systems. In: Phytother. Res.. Februar 2012, S. 313-6. doi:10.1002/ptr.3555. PMID 21721061.

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