Cholinestérase - Cholinesterase

À ne pas confondre avec l' acétylcholinestérase .
acétylcholinestérase (groupe sanguin Yt)
Acéthylcholinestérase TC 1EA5.png
Diagramme de l' acétylcholinestérase des rayons électriques du Pacifique . Depuis PDB : 1EA5 ​.
Identifiants
symbole MAL
Alt. symboles YouTube
gène NCBI 43
HGNC 108
OMIM 100740
RéfSeq NM_015831
UniProt P22303
Autre informations
Numéro CE 3.1.1.7
Lieu Chr. 7 q22
butyrylcholinestérase
Butyrylcholinestérase 1P0I.png
Diagramme de dessin animé de butyrylcholinestérase humaine. Depuis PDB : 1P0I ​.
Identifiants
symbole BCHE
Alt. symboles CHE1, CHE2, E1
gène NCBI 590
HGNC 983
OMIM 177400
RéfSeq NM_000055
UniProt P06276
Autre informations
Numéro CE 3.1.1.8
Lieu Chr. 3 q26.1-26.2

En biochimie , une cholinestérase ou choline estérase est une famille d' estérases qui lyse les esters à base de choline , dont plusieurs servent de neurotransmetteurs . Ainsi, c'est l'une ou l'autre de deux enzymes qui catalysent l' hydrolyse de ces neurotransmetteurs cholinergiques , comme la rupture de l' acétylcholine en choline et acide acétique . Ces réactions sont nécessaires pour permettre à un neurone cholinergique de revenir à son état de repos après activation. Par exemple, dans la contraction musculaire , l'acétylcholine au niveau d'une jonction neuromusculaire déclenche une contraction ; mais pour que le muscle se détende par la suite, plutôt que de rester bloqué dans un état tendu, l'acétylcholine doit être décomposée par une choline estérase. Le type principal à cette fin est l' acétylcholinestérase (également appelée choline estérase I ou cholinestérase érythrocytaire); on le trouve principalement dans les synapses chimiques et les membranes des globules rouges . L'autre type est la butyrylcholinestérase (également appelée choline estérase II ou cholinestérase plasmatique); on le trouve principalement dans le plasma sanguin .

Types et nomenclatures

Les deux types de cholinestérase sont l' acétylcholinestérase (ACHE) et la butyrylcholinestérase (BCHE). La différence entre les deux types tient à leurs préférences respectives pour les substrats : le premier hydrolyse plus rapidement l' acétylcholine ; ce dernier hydrolyse la butyrylcholine plus rapidement.

Le terme cholinestérase est parfois utilisé pour désigner spécifiquement la butyrylcholinestérase, mais cet usage produit la bizarrerie que la cholinestérase et la fausse cholinestérase ( pseudocholinestérase ) sous ce schéma signifient la même chose (de manière confuse), et l'acétylcholinestérase est alors appelée vraie cholinestérase en revanche, produisant la seconde bizarrerie que la cholinestérase et la vraie cholinestérase alors ne signifient pas la même chose. Mais un tel usage est désormais dépassé ; les noms et symboles actuels et sans ambiguïté du HGNC sont l'acétylcholinestérase (ACHE) et la butyrylcholinestérase (BCHE).

L'acétylcholinestérase ( EC 3.1.1.7 ) (ACHE), également connue sous le nom d'AChE, choline estérase I, RBC cholinestérase ou érythrocyte cholinestérase, vraie cholinestérase, choline estérase I, ou (plus formellement) acétylcholine acétylhydrolase, se trouve principalement dans le sang sur rouge membranes des cellules sanguines , dans les jonctions neuromusculaires et dans d'autres synapses neurales . L'acétylcholinestérase existe sous de multiples formes moléculaires. Dans le cerveau des mammifères, la majorité de l'AChE se présente sous la forme tétramère G4 (10) avec des quantités beaucoup plus petites d'une forme monomère G1 (4S).

Butyrylcholinestérase ( EC 3.1.1.8 ) (BCHE), également connue sous le nom de cholinestérase, choline estérase II, BChE, BuChE, pseudocholinestérase (PCE), cholinestérase plasmatique (PChE), cholinestérase sérique (SChE), butylcholinestérase ou (plus officiellement) acylcholine acylhydrolase , est produit dans le foie et se trouve principalement dans le plasma sanguin . Les syllabes butyle et butyryle font toutes deux référence au butane avec l'un de ses groupes méthyle terminaux substitué.

La demi-vie du BCHE est d'environ 10 à 14 jours. Les taux de BCHE peuvent être réduits chez les patients atteints d' une maladie hépatique avancée . La diminution doit être supérieure à 75 % avant qu'une prolongation significative du blocage neuromusculaire ne se produise avec la succinylcholine .

Découverte

En 1968, Walo Leuzinger et al. acétylcholinestérase purifiée et cristallisée avec succès à partir d'anguilles électriques à l'Université Columbia, NY.

La structure 3D de l'acétylcholinestérase a été déterminée pour la première fois en 1991 par Joel Sussman et al. utilisant des protéines du rayon électrique du Pacifique .

Des quantités cliniquement utiles de butyrylcholinestérase ont été synthétisées en 2007 par PharmAthene , grâce à l'utilisation de chèvres génétiquement modifiées.

Signification clinique

Une absence ou une mutation de l'enzyme BCHE conduit à une condition médicale connue sous le nom de déficit en pseudocholinestérase . Il s'agit d'une affection silencieuse qui ne se manifeste que lorsque les personnes atteintes de déficience reçoivent les relaxants musculaires succinylcholine ou mivacurium lors d'une intervention chirurgicale.

Le déficit en pseudocholinestérase peut également affecter la sélection de l'anesthésique local dans les procédures dentaires. L'enzyme joue un rôle important dans le métabolisme des anesthésiques locaux à base d'esters, une carence diminue la marge de sécurité et augmente le risque d'effets systémiques avec ce type d'anesthésique. Le choix d'une solution à base d'amide est recommandé chez ces patients.

Une élévation des taux plasmatiques de BCHE a été observée dans 90,5% des cas d' infarctus aigu du myocarde .

La présence d'ACHE dans le liquide amniotique peut être testée en début de grossesse. Un échantillon de liquide amniotique est prélevé par amniocentèse , et la présence d'ACHE peut confirmer plusieurs types courants d'anomalies congénitales, notamment des anomalies de la paroi abdominale et des anomalies du tube neural .

Le BCHE peut être utilisé comme agent prophylactique contre les gaz neurotoxiques et autres intoxications aux organophosphorés.

Inhibiteurs

Un inhibiteur de la cholinestérase (ou "anticholinestérase") supprime l'action de l'enzyme. En raison de sa fonction essentielle, les produits chimiques qui interfèrent avec l'action de la cholinestérase sont de puissantes neurotoxines , provoquant une salivation excessive et un larmoiement dans les yeux à faibles doses, suivis de spasmes musculaires et finalement de mort (par exemple, certains venins de serpent et les gaz neurotoxiques sarin et VX ). Un médicament de neutralisation est le pralidoxime . Il a été démontré que les gaz neurotoxiques et de nombreuses substances utilisées dans les insecticides agissent en se combinant avec un résidu de sérine dans le site actif de l'acétylcholine estérase, inhibant complètement l'enzyme. L'enzyme acétylcholine estérase décompose le neurotransmetteur acétylcholine, qui est libéré au niveau des jonctions nerveuses et musculaires, afin de permettre au muscle ou à l'organe de se détendre. Le résultat de l'inhibition de l'acétylcholine estérase est que l'acétylcholine s'accumule et continue d'agir de sorte que les impulsions nerveuses soient continuellement transmises et que les contractions musculaires ne s'arrêtent pas.

Parmi les inhibiteurs de l'acétylcholinestérase les plus courants figurent les composés à base de phosphore, qui sont conçus pour se lier au site actif de l' enzyme . Les exigences structurelles sont un atome de phosphore portant deux groupes lipophiles , un groupe partant (tel qu'un halogénure ou un thiocyanate ) et un oxygène terminal . L'entrée sur le réactif de Lawesson contient quelques détails sur une sous-classe des composés à base de phosphore.

Certaines benzodiazépines , par exemple le témazépam, ont un effet inhibiteur sur la cholinestérase.

Les taux de cholinestérase peuvent être utilisés comme marqueur indirect de l'exposition à l'arsenic.

En dehors de la guerre biochimique , les anticholinestérases sont également utilisées pour inverser la paralysie induite par les médicaments pendant l' anesthésie ; ainsi que dans le traitement de la myasthénie grave , du glaucome et de la maladie d' Alzheimer . De tels composés sont utilisés pour tuer les insectes dans une gamme de produits, notamment la trempette pour moutons , les pesticides organophosphorés et les pesticides carbamates . En plus de l'intoxication aiguë décrite ci-dessus, une intoxication semi-aiguë caractérisée par de forts troubles mentaux peut survenir. De plus, une exposition prolongée peut provoquer des malformations congénitales .

Culture pop

  • Dans la saison huit de Law and Order: SVU , Olivia Benson est emmenée à l' hôpital après avoir été exposée à des organophosphorés , où on lui dit que son taux de cholinestérase est bas.
  • Dans le film The I Inside , Simon Cable est empoisonné avec des inhibiteurs de la cholinestérase et il reçoit de l' atropine et du pralidoxime pour aider à inverser le poison. Le médecin est également montré en train de distribuer un diazépam au début du film.
  • Dans le film The Rock , le Dr Goodspeed ( Nicolas Cage ) décrit correctement les effets du gaz VX de l' arme chimique en tant qu'inhibiteur de la cholinestérase à John Mason ( Sean Connery ) alors qu'ils retirent les puces de guidage de la fusée conçue pour livrer le gaz à San Francisco. d' Alcatraz .
  • Le groupe indépendant Ruet Caelum a une chanson intitulée "Showing Signs of Cholinestérase Inhibition"
  • Dans le livre "The Penultimate Truth" de Philip K. Dick , il est interdit aux membres des divisions de chars souterrains de faire surface avec la peur d'être soumis à une attaque au gaz neurotoxique destructeur de cholinestérase.

Images supplémentaires

Les références

Liens externes