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Acetylcholinesterase

 BiochemieExkurs

Nomenklatur

Allgemeine Reaktion

Das Enzym Acetylcholinesterase (AChE) spielt eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung durch Nervenzellen. Es ist an membranäre Glykolipide gebunden und wird in den synaptischen Spalt hinein ausgeschüttet. Dort ist es für den Abbau des cholinergen Transmitters Acetylcholin und damit für die Kontrolle der Reizweiterleitung zuständig. AChe wirkt dabei wie eine Art Staubsauger, der die ausgeschütteten Acetylcholinmoleküle aufnimmt, umwandelt und dadurch abbaut. AChE findet sich hauptsächlich in der Nerven-Muskel-Synapse, in den autonomen Ganglien, dem Nebennierenmark und in den cholinergen Synapsen des Zentralnervensystems. Aber auch Drüsenaktivitäten der Haut, der Augen, des Verdauungstraktes und der Blase, sowie die Aktivität des Herzmuskels und der glatten und quergestreiften Muskulator werden von der AChE beeinflusst.

AChE hydrolisiert Acetylcholin zu Acetat und Cholin. Das Enzym ist sehr effizient (kcat/Km = 1.5 X 108 M-1 s-1) und hat eine hohe Wechselzahl (25 000 s-1), d.h. die Umsetzung von Acetylcholin erfolgt außerordentlich schnell und ist weitgehend diffusionskontrolliert. Die katalytischen Fähigkeiten der AChE ermöglichen eine schnelle Weiterleitung der Aktionspotentiale der Nervenzelle. Es kann durch organische Fluorophosphate gehemmt werden, die sehr stabile kovalente Phosphoryl-Enzym-Komplexe bilden; es kommt dannn zu einer ständigen Reizweiterleitung, da das Acetylcholin nicht mehr abgebaut wird. Viele organische Phosphatverbindungen werden als Insektizide in der Landwirtschaft eingesetzt oder sind Nervengifte. Antagonisten der AChE werden als Medikamente gegen neurologische Störungen wie Myasthenia Gravis oder der Alzheimerschen Krankheit eingesetzt.

Es existieren verschiedene Isoformen der AChE, die sich in ihrer Quartärstruktur und ihrem Löslichkeitsverhalten, aber nicht in ihrer enzymatischen Aktivität unterscheiden. Üblicherweise wird die AChE aus der Kobra (Naja naja) oder aus dem elektrischen Fisch Torpedo marmorata isoliert; letzterer besitzt ein elektrisches Organ, das reich an spannungserzeugenden Zellen und damit reich an Acetylcholin, Acetycholinrezeptoren und Acetycholinesterase ist.

©  Dr. Sabine Bieg, Univ. Mainz