Koliiniesteraasi

Koliiniesteraasit ( koliini  - kreikan sanasta χολή " sappi " ja esteraasit ) ovat ryhmä entsyymejä karboksyylihappohydrolaasien luokasta , jonka substraatit ovat koliiniestereitä etikka- , propioni- tai voihapon kanssa. Yksi tärkeimmistä laadullisista reaktioista entsyymiin on eseriini -alkaloidin esto pitoisuudessa 10 -5  - 10 -8 M.

Koliiniesteraasien nimikkeistö

• Ensimmäisen hydrolaasien alaryhmän nimi on asetyylikoliiniasetyylihydrolaasi ( entsyymikoodi 3.1.1.7 ) [3]

Usein käytetään triviaaleja nimiä - asetyylikoliiniesteraasi , asetyylikoliinihydrolaasi tai koliiniesteraasi I. Tämä entsyymien alatyyppi hydrolysoi asetyylikoliinia .

• Toisen hydrolaasien alaryhmän nimi on asetyylikoliiniasyylihydrolaasi ( entsyymikoodi 3.1.1.8 ), ja triviaali nimi on koliiniesteraasi , synonyymeillä pseudokoliiniesteraasi, butyryylikoliiniesteraasi , koliiniesteraasi II, propionyylikoliiniesteraasi. Hydrolysoi butyryylikoliinia, propionyylikoliinia jne.

Biologinen rooli

• Asetyylikoliiniesteraasilla (EC 3.1.1.7) on keskeinen rooli neurohumoraalisissa ja synaptisissa transmissioprosesseissa: kolinergisissa synapseissa se katalysoi asetyylikoliinin hydrolyysiä ja sen seurauksena pysäyttää tämän välittäjän vaikutuksen virityksestä vastaavaan kolinergiseen reseptoriin hermokuidusta . _ Kun AChE on estetty , asetyylikoliinin reseptorien vapautuminen tapahtuu hyvin hitaasti (vain diffuusion kautta ) ja hermoimpulssien siirto estyy tasolla: välittäjäaine <-> postsynaptinen kalvo . Tämä aiheuttaa monien kehon prosessien epäjärjestystä, ja joissakin tapauksissa, esimerkiksi vakavan myrkytyksen yhteydessä, erityisesti organofosforiyhdisteet (katso organofosforimyrkytys ) voivat johtaa kuolemaan.

• Seerumin koliiniesteraasi (EC 3.1.1.8.) suorittaa kehossa suojaavia toimintoja. Erityisesti se suojaa asetyylikoliiniesteraasia inaktivoitumiselta, koska se hydrolysoi tämän entsyymin inhibiittoria, butyryylikoliinia, suurella nopeudella [4] . On osoitettu, että hevosen seerumin koliiniesteraasin tai ihmisen rekombinantin koliiniesteraasin lisääminen eläinten vereen suojaa niitä 100 % tappavilta annoksilta sariinia , somaania ja Vx-kaasuja . Koliiniesteraasi on pääentsyymi, joka metaboloi kokaiinin ja sen johdannaiset myrkyttömäksi hajoamistuotteiksi, joten koliiniesteraasipohjaisia ​​lääkkeitä voidaan käyttää tämän psykoaktiivisen aineen yliannostustapauksissa . [5]

Koliiniesteraasin vuorovaikutus estäjien ja reaktivaattorien kanssa

Inhibiittori  on aine, joka vähentää entsyymien ( katalyyttisten myrkkyjen ) aktiivisuutta. Koliiniesteraasi-inhibiittorit ovat joitain luonnollisia ja synteettisiä yhdisteitä: organofosforiyhdisteet (OP:t), N-alkyylikarbamiinihappojen esterit (karbamaatit), kvaternaariset ammoniumemäkset, heterosykliset yhdisteet, jotka sisältävät tertiäärisen tai kvaternaarisen typpiatomin. Joitakin näiden aineiden ominaisuuksia on esitetty taulukossa. 1. FOS:ia ja karbamaatteja kutsutaan joskus "puolisubstraateiksi" tai "huonoksi substraateiksi" [4] .

• FOS:t hydrolysoituvat entsyymin aktiivisessa keskustassa , fosforyylitähde on vuorovaikutuksessa aktiivisen keskuksen seriinin OH-ryhmän kanssa muodostaen "fosforyylientsyymin". Katalyysin seuraava vaihe - "fosforyylientsyymin" hydrolyysi vedellä ja vapaan entsyymin muodostuminen - etenee hyvin hitaasti, joten entsyymin aktiivisuus ei palaudu. Prosessi on peruuttamaton. "Fosforyylientsyymin" aktiivisuus voidaan palauttaa reaktivaattorien (esimerkiksi dipiroksiimi ) avulla, joka syrjäyttää fosforyylijäännöksen koliiniesteraasisidoksesta ja entsyymimolekyyli vapautuu olemaan vuorovaikutuksessa substraatin kanssa . Organofosforiyhdisteillä on voimakas myrkyllinen vaikutus elimistöön . Myrkytyksen syynä on hydrolysoimattoman asetyylikoliinin kerääntyminen, joka johtaa ensin hermoimpulssien johtumisen kiihtymiseen (kiihtymiseen) ja sitten hermoimpulssien siirron estämiseen ( halvaus ). FOS :ää käytetään kemiallisina sota-aineina (CWA), hyönteismyrkkyinä ja lääkkeinä [6] .

• Karbamaatit , kuten FOS, hydrolysoituvat entsyymin aktiivisessa kohdassa, pilkottu karbamiinihappojäännös on vuorovaikutuksessa seriinin OH-ryhmän kanssa muodostaen "karbamoyylientsyymin". Katalyysin seuraava vaihe - sen hydrolyysi vedellä ja vapaan entsyymin muodostuminen - on nopeampi kuin "fosforyylientsyymin" hydrolyysi, mutta hitaampi kuin luonnolliset "asyylientsyymit". Karbamaatit estävät koliiniesteraasitoiminnan useiden tuntien ajan ja palautuvat sitten. Tämä on palautuva eston tyyppi. Karbamaatteja käytetään laajalti lääkkeinä neurodegeneratiivisten sairauksien, halvauksen ja muiden sairauksien hoidossa [7] . Fysostigmiinin , reversiibelin koliiniesteraasi-inhibiittorin, laajamittaista käyttöä  on myös kuvattu ehkäisevänä toimenpiteenä mahdollista BOV-myrkytystä vastaan. Vuonna 1991, Adeninlahden sodan aikana, fysostigmiiniä annettiin 400 000 yhdysvaltalaiselle sotilaalle asetyylikoliiniesteraasin ja koliiniesteraasin nopeaan estämiseen (ja siten inaktivoitumiselta suojaamiseen), koska Irakin armeijan odotettiin hyökkäävän hermokaasuja käyttäen [8] .

Taulukko 1. Koliiniesteraasi-inhibiittorit ja niiden toiminta

Koliiniesteraasiaktiivisuuden rooli anestesiologiassa

Tarve tutkia koliiniesteraasivariantteja syntyi 1960-luvun puolivälissä . Tuolloin lihasrelaksanttia sukkinyylikoliinia alettiin käyttää leikkauksessa potilaiden lyhytaikaiseen hengityspysähdykseen 3–10 minuutin ajan. Laskelma suoritettiin henkilölle, jolla oli normaali seerumin koliiniesteraasiaktiivisuus, mutta komplikaatioita ilmeni - jos koliiniesteraasin aktiivisuus potilaalla on vähentynyt tai puuttuu, hermo-lihasliitokseen vaikuttavan lihasrelaksantin määrä kasvaa merkittävästi ja apnean kesto voi kestää useita tunteja (9 tunnin apneatapaus havaitaan), mikä voi uhata potilaan henkeä [8] . Kirurgisten leikkausten aikana 4–7 % potilaista on herkkiä sukkinyylikoliinille . Tanskassa koliiniesteraasitutkimuskeskus perustettiin vuonna 1972, ja vuoteen 2000 mennessä tutkittiin 2 300 potilasta 62 perheestä .

Muutokset koliiniesteraasiaktiivisuudessa eri sairauksissa

Koliiniesteraasin aktiivisuus laskee:

• maksan tukkoisuus (johtuen hemodynaamisista häiriöistä , nefriitti , nefroottinen oireyhtymä );
• mekaaninen (obstruktiivinen) keltaisuus ;
• sappikivitauti ;
• kolekystiitti ;
• kolangiitti ;
• maksakirroosi ;
• maksan tulehdusprosessit (aggressiivinen, akuutti hepatiitti  - merkittävästi);
• sydäninfarkti ;
• pahanlaatuiset kasvaimet ;
• reuma ;
• ihon ja lihasten tulehdukselliset leesiot ( dermatomyosiitti );
• lihasdystrofia ; _
• krooninen munuaissairaus ;
• myöhäinen raskaus ;
• tilat, jotka liittyvät plasman albumiinitasojen laskuun (koliiniesteraasi syntetisoituu maksasoluissa yhdessä albumiinifraktion kanssa);
• myrkytys tietyillä maataloudessa käytettävillä hyönteis- ja torjunta -aineilla ( orgaaniset fosforiyhdisteet ja karbamaatit ); sienet , arseeni , lihasrelaksantit ;
• ovulaation estäjien käyttö ;
• glukokortikoidien käyttö anti-inflammatorisessa hoidossa tai immunosuppressiivisissa aineissa .

Monissa tapauksissa seerumin koliiniesteraasiaktiivisuuden lasku johtuu maksan syntetisoivan toiminnan heikkenemisestä.

Koliiniesteraasiaktiivisuus lisääntyy:

• tyypin IV hyperlipoproteinemia

• keuhkoastma
• vaikea munuaissairaus
• lihavuus
• alkoholismi
• peptinen haava ja ohutsuolen tulehdukselliset sairaudet
• kohdun myooma .

Kuvat

• lat.  Asetyylikoliini

• lat.  Koliini

Muistiinpanot

1. ↑ InterPron julkaisu 2019-12-11-2019-11-12 - 2019.
2. ↑ Swiss Prot - 1986.
3. ↑ D. G. Knorre. "Biologinen kemia: Proc. kemian, biol. ja hunajaa. asiantuntija. yliopistot" . - 3. - M . : "Ylempi koulu" , 2000 . - S. 457. - ISBN 5-06-003720-7 .
4. ↑ 1 2 A. P. Brestkin, A. P. Kuznetsova. "Koliiniesteraasit maaeläimissä ja vesieläimissä" . - Vladivostok : "Korkeakoulu" , 1997 . - S. 15.
5. ↑ Starostina V.K.; Degteva S.A. Koliiniesteraasi: Analyysimenetelmät ja diagnostinen merkitys (PDF). asld.baikal.ru 8. ZAO Vector-Best (2008). (määrätön)
6. ↑ Lyhyt kemiallinen tietosanakirja. - 1. - M.: Neuvostoliiton tietosanakirja, 1961. - T. 1. - S. 282.
7. ↑ Mashkovsky M.D. Lääkkeet. - M.: Uusi aalto, 2002. - S. 201.
8. ↑ 1 2 Starostina V.K., Degteva S.D. Koliiniesteraasi: analyysimenetelmät ja diagnostinen arvo. - Novosibirsk: Vector-Best, 2008. - S. 14.

Linkit

• Tietoja koliiniesteraasista osoitteessa medportal.org

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen Britannica (verkossa) Brockhaus
Bibliografisissa luetteloissa	BNF : 120005286 J9U : 987007285756805171 LCCN : sh85024659 NKC : ph910019