Acetylcholinesterase

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Acetylcholinesterase
Acetylcholinesterase
Bändermodell des Monomers der AChE vom Menschen im Komplex mit Fasciculin (ein Schlangentoxin), nach PDB 1B41
Vorhandene Strukturdaten: 1b41, 1f8u, 1vzj, 1PUV, 1PUW, 2CLJ, 2X8B, 3LII 4BDT, 4EY4, 4EY5, 4EY6, 4EY7, 4EY8, 4M0E, 4M0F, 4PQE
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 58,4 bis 67,4 Kilodalton / 526 bis 617 Aminosäuren (je nach Isoform)
Sekundär- bis Quartärstruktur Homotetramer
Isoformen 4
Bezeichner
Gen-Namen AChE ; ARAChE; N-AChE; YT
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.1.1.7Esterase
Reaktionsart Hydrolyse
Substrat Acetylcholin + H2O
Produkte Cholin + Acetat
Vorkommen
Homologie-Familie Carboxylesterase
Übergeordnetes Taxon Chordatiere
Orthologe
Mensch Hausmaus
Entrez 43 11423
Ensembl ENSG00000087085 ENSMUSG00000023328
UniProt P22303 P21836
Refseq (mRNA) NM_000665 NM_001290010
Refseq (Protein) NP_000656 NP_001276939
Genlocus Chr 7: 100.89 – 100.9 Mb Chr 5: 137.29 – 137.29 Mb
PubMed-Suche 43 11423
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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 Erregungen durch sofortigen Abbau des Neurotransmitters so kurz wie möglich zu halten.

Cholinesteraseinhibitoren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Acetylcholinesterase wird unter anderem 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. Analog wirken verschiedene als Insektizide eingesetzte Carbamate, die ihre Carbamatgruppe auf das Serin übertragen und das Enzym so desaktivieren. Weitere AChE-Hemmstoffe sind z. B. Diisopropylfluorphosphat (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, Tacrin und Galantamin, die allesamt für die symptomatische Behandlung der Alzheimer-Krankheit zugelassen sind. Laut einer schwedischen Studie wirken Donepezil, Rivastigmin und Galantamin auch kardioprotektiv. Patienten, welche diese Medikamente gegen ihre Alzheimer-Krankheit einnahmen, erlitten zu einem Drittel weniger einen Herzinfarkt. Auch die Mortalität war in dieser Gruppe geringer.[1] 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.[2]

Sonstige Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. P. .. Nordstrom, D. .. Religa, A. .. Wimo, B. .. Winblad, M. .. Eriksdotter: The use of cholinesterase inhibitors and the risk of myocardial infarction and death: a nationwide cohort study in subjects with Alzheimer's disease. In: European Heart Journal. , S. , doi:10.1093/eurheartj/eht182.
  2. Georgiev MI, Alipieva K, Orhan IE.: Cholinesterases inhibitory and antioxidant activities of Harpagophytum procumbens from in vitro systems. In: Phytother. Res.. Februar 2012, S. 313–316. doi:10.1002/ptr.3555. PMID 21721061.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]