Бутирилхолинэстераза - Butyrylcholinesterase
Бутирилхолинэстераза (HGNC символ BCHE; EC 3.1.1.8), также известен как БХЭ, БУЧЕ, псевдохолинэстераза, или плазменная (холин) эстераза,[5] неспецифический холинэстераза фермент, который гидролизует множество различных холин -на основании сложные эфиры. У человека он вырабатывается в печени и содержится в основном в плазма крови, и закодирован BCHE ген.[6]
Он очень похож на нейронный ацетилхолинэстераза, который также известен как холинэстераза эритроцитов или эритроцитов.[5] Термин «холинэстераза сыворотки» обычно используется в отношении клинического теста, который отражает уровни обоих этих ферментов в крови.[5] Анализ активности бутирилхолинэстеразы в плазме можно использовать в качестве тест функции печени поскольку и гиперхолинэстераземия, и гипохолинэстераземия указывают на патологические процессы. Период полувыведения BCHE составляет примерно от 10 до 14 дней.[7]
Бутирилхолин синтетическое соединение, которое не встречается в организме естественным образом. Он используется как инструмент для различения ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстеразы.
Возможная физиологическая роль
Бутирилхолинэстераза может быть физиологическим регулятором грелина.[8]
Клиническое значение
Дефицит псевдохолинэстеразы приводит к замедленному метаболизму только нескольких соединений, имеющих клиническое значение, включая следующие: сукцинилхолин, мивакурий, новокаин, героин, и кокаин. Из них наиболее клинически важным субстратом является деполяризующий нервно-мышечный блокатор, сукцинилхолин, который фермент псевдохолинэстераза гидролизует до сукцинилмонохолина, а затем до янтарной кислоты.
У людей с нормальным уровнем в плазме нормально функционирующего фермента псевдохолинэстеразы гидролиз и инактивация примерно 90-95% внутривенной дозы сукцинилхолина происходит до того, как он достигнет нервно-мышечного соединения. Оставшиеся 5-10% дозы сукцинилхолина действуют как агонист рецептора ацетилхолина в нервно-мышечном соединении, вызывая длительную деполяризацию постсинаптического соединения концевой пластинки моторного конца. Эта деполяризация сначала запускает фасцикуляция скелетных мышц. В результате длительной деполяризации эндогенный ацетилхолин, высвобождаемый из пресинаптической мембраны двигательного нейрона, не вызывает каких-либо дополнительных изменений мембранного потенциала после связывания с его рецептором на миоците. Вялый паралич скелетных мышц развивается в течение 1 минуты. У нормальных субъектов функция скелетных мышц возвращается к норме примерно через 5 минут после однократной болюсной инъекции сукцинилхолина, поскольку он пассивно диффундирует от нервно-мышечного соединения. Дефицит псевдохолинэстеразы может привести к тому, что более высокие уровни интактных молекул сукцинилхолина достигают рецепторов в нервно-мышечном соединении, что приводит к продолжительности паралитического эффекта до 8 часов. Клинически это состояние распознается, когда паралич дыхательных и других скелетных мышц не проходит самопроизвольно после введения сукцинилхолина в качестве дополнительного паралитического агента во время процедур анестезии. В таких случаях требуется респираторная помощь.[9]
Мутантные аллели локуса BCHE ответственны за суксаметоний чувствительность. Гомозиготные люди выдерживают длительное апноэ после введения миорелаксанта суксаметония в связи с хирургическим вмешательством анестезия. Активность псевдохолинэстеразы в сыворотке невысока, а ее субстратное поведение нетипично. В отсутствие релаксанта гомозигота не имеет известного недостатка.[10]
Наконец, метаболизм псевдохолинэстеразы новокаин приводит к формированию парааминобензойная кислота (ПАБА). Если пациент, получающий новокаин, находится на сульфонамид антибиотики, такие как бактрим эффект антибиотика будет нейтрализован путем предоставления микробу нового источника ПАБК для последующего синтеза фолиевая кислота.
Профилактические меры против нервно-паралитического газа
Бутирилхолинэстераза - это профилактический контрмера против органофосфат нервно-паралитические вещества. Он связывает нервно-паралитический агент в кровотоке, прежде чем он сможет оказать влияние на нервную систему. Поскольку это биологический поглотитель (и универсальная мишень), в настоящее время это единственный терапевтический агент, эффективный в обеспечении полного стехиометрический защита от всего спектра фосфорорганических нервно-паралитических агентов.[11]
Профилактика от кокаиновой зависимости
Был разработан новый экспериментальный препарат для потенциального лечения кокаин злоупотребление и передозировка на основе структуры псевдохолинэстеразы (это был человеческий мутант БуХЭ с улучшенной каталитической эффективностью). Было показано, что кокаин выводится из организма в 2000 раз быстрее, чем натуральная форма БуХЭ. Исследования на крысах показали, что препарат предотвращает судороги и смерть при передозировке кокаина.[12]
Трансплантация клеток кожи, модифицированных для экспрессии усиленной формы бутирилхолинэстеразы, мышам обеспечивает долгосрочное высвобождение фермента и эффективно защищает мышей от кокаинового поведения и передозировки кокаином.[13]
Интерактивная карта проезда
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи. [§ 1]
- ^ Интерактивную карту путей можно редактировать на WikiPathways: "IrinotecanPathway_WP46359".
Ингибиторы
- Цимсерин и производные
- Профенамин
- Ривастигмин
- Такрин
- (+) - ЦИНК-12613047: IC50 человеческая БуХЭ 13нМ, высокая селективность по АХЭ.[14]
- Гибридные / битопные лиганды[15]
Номенклатура
Номенклатурные варианты BCHE и холинэстераз обычно обсуждаются на Холинэстераза § Типы и номенклатура.
Смотрите также
использованная литература
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000114200 - Ансамбль, Май 2017
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027792 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ а б c Жасмин Л. (28.05.2013). «Холинэстераза - кровь». Медицинский центр Университета Мэриленда.
- ^ Allderdice PW, Гарднер HA, Galutira D, Lockridge O, LaDu BN, McAlpine PJ (октябрь 1991 г.). «Клонированный ген бутирилхолинэстеразы (BCHE) отображается в одном сайте хромосомы, 3q26». Геномика. 11 (2): 452–4. Дои:10.1016/0888-7543(91)90154-7. HDL:2027.42/29109. PMID 1769657.
- ^ Уиттакер М (1980). «Варианты холинэстеразы плазмы и анестезиолог». Анестезия. 35 (2): 174–197. Дои:10.1111 / j.1365-2044.1980.tb03800.x. PMID 6992635. S2CID 32806785.
- ^ Чен В.П., Гао Ю., Гэн Л., Паркс Р.Дж., Панг Ю.П., Бримиджоин С. (февраль 2015 г.). «Бутирилхолинэстераза плазмы регулирует грелин, чтобы контролировать агрессию». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 112 (7): 2251–6. Дои:10.1073 / pnas.1421536112. ЧВК 4343161. PMID 25646463.
- ^ «Дефицит псевдохолинэстеразы». Medscape. WebMD LLC.
- ^ "Entrez Gene: BCHE бутирилхолинэстераза".
- ^ «Медицинские системы идентификации и лечения (MITS)». Управление совместной программы по химической и биологической защите. Армия Соединенных Штатов. Архивировано из оригинал на 2016-10-28. Получено 2014-08-13.
- ^ Zheng F, Yang W, Ko MC, Liu J, Cho H, Gao D, Tong M, Tai HH, Woods JH, Zhan CG (сентябрь 2008 г.). «Самая эффективная гидролаза кокаина, разработанная путем виртуального скрининга переходных состояний». Журнал Американского химического общества. 130 (36): 12148–55. Дои:10.1021 / ja803646t. ЧВК 2646118. PMID 18710224. Сложить резюме – ScienceDaily.
- ^ Ли Y, Kong Q, Yue J, Gou X, Xu M, Wu X (сентябрь 2018 г.). «Измененные геномом стволовые клетки эпидермиса кожи защищают мышей от поведения, связанного с поиском кокаина, и передозировки кокаином». Природа Биомедицинская инженерия. 3 (2): 105–113. Дои:10.1038 / s41551-018-0293-z. ЧВК 6423967. PMID 30899600.
- ^ Брус Б., Кошак Ю., Тюрк С., Пишлар А., Кокель Н., Кос Дж., Стоян Дж., Колтье Ю. П., Гобек С. (октябрь 2014 г.). «Открытие, биологическая оценка и кристаллическая структура нового наномолярного селективного ингибитора бутирилхолинэстеразы». Журнал медицинской химии. 57 (19): 8167–79. Дои:10.1021 / jm501195e. PMID 25226236.
- ^ Мессерер Р., Далланоче С., Матера С., Веле С., Фламмини Л., Киринда Б., Хольцграбе Ю. (2017). «Новые бифармакофорные ингибиторы холинэстераз со сродством к мускариновым рецепторам M1 и M2». MedChemComm. 8 (6): 1346–1359. Дои:10.1039 / c7md00149e. ЧВК 6072511. PMID 30108847.
дальнейшее чтение
- Bodur E, Cokugras AN (декабрь 2005 г.). «Влияние индол-3-уксусной кислоты на бутирилхолинэстеразу сыворотки крови человека и лошади». Химико-биологические взаимодействия. 157–158 (16): 375–378. Дои:10.1016 / j.cbi.2005.10.061. PMID 16429500.
- Локридж О. (октябрь 1988 г.). «Структура холинэстеразы сыворотки крови человека» (PDF). BioEssays. 9 (4): 125–8. Дои:10.1002 / bies.950090406. HDL:2027.42/50189. PMID 3067729. S2CID 29779511.
- Allderdice PW, Гарднер HA, Galutira D, Lockridge O, LaDu BN, McAlpine PJ (октябрь 1991 г.). «Клонированный ген бутирилхолинэстеразы (BCHE) отображается в одном сайте хромосомы, 3q26». Геномика. 11 (2): 452–4. Дои:10.1016/0888-7543(91)90154-7. HDL:2027.42/29109. PMID 1769657.
- Гоган Дж., Парк Х, Приддл Дж., Крейг I, Крейг С. (октябрь 1991 г.). «Уточнение локализации бутирилхолинэстеразы человека в хромосоме 3q26.1-q26.2 с использованием зонда, полученного с помощью ПЦР». Геномика. 11 (2): 455–8. Дои:10.1016/0888-7543(91)90155-8. PMID 1769658.
- Arpagaus M, Kott M, Vatsis KP, Bartels CF, La Du BN, Lockridge O (январь 1990 г.). «Структура гена бутирилхолинэстеразы человека. Доказательства для единственной копии». Биохимия. 29 (1): 124–31. Дои:10.1021 / bi00453a015. PMID 2322535.
- Nogueira CP, McGuire MC, Graeser C, Bartels CF, Arpagaus M, Van der Spek AF, Lightstone H, Lockridge O, La Du BN (май 1990). «Идентификация мутации сдвига рамки считывания, ответственной за молчащий фенотип холинэстеразы сыворотки человека, Gly 117 (GGT ---- GGAG)». Американский журнал генетики человека. 46 (5): 934–42. ЧВК 1683584. PMID 2339692.
- McGuire MC, Nogueira CP, Bartels CF, Lightstone H, Hajra A, Van der Spek AF, Lockridge O, La Du BN (февраль 1989 г.). «Идентификация структурной мутации, ответственной за устойчивый к дибукаину (атипичный) вариант формы холинэстеразы сыворотки человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 86 (3): 953–7. Дои:10.1073 / пнас.86.3.953. ЧВК 286597. PMID 2915989.
- Проди К.А., Зевин-Сонкин Д., Гнатт А., Голдберг О., Сорек Х. (июнь 1987 г.). «Выделение и характеристика полноразмерных клонов кДНК, кодирующих холинэстеразу, из тканей плода человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 84 (11): 3555–9. Дои:10.1073 / пнас.84.11.3555. ЧВК 304913. PMID 3035536.
- Lockridge O, Adkins S, La Du BN (сентябрь 1987 г.). «Расположение дисульфидных связей в последовательности холинэстеразы сыворотки человека». Журнал биологической химии. 262 (27): 12945–52. PMID 3115973.
- McTiernan C, Adkins S, Chatonnet A, Vaughan TA, Bartels CF, Kott M, Rosenberry TL, La Du BN, Lockridge O (октябрь 1987 г.). «Клон кДНК головного мозга холинэстеразы человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 84 (19): 6682–6. Дои:10.1073 / пнас.84.19.6682. ЧВК 299147. PMID 3477799.
- Локридж О., Бартелс К.Ф., Воган Т.А., Вонг К.К., Нортон С.Е., Джонсон Л.Л. (январь 1987 г.). «Полная аминокислотная последовательность холинэстеразы сыворотки человека». Журнал биологической химии. 262 (2): 549–57. PMID 3542989.
- Джбило О., Тутант Дж. П., Ватсис К. П., Шатоннет А., Локридж О. (август 1994 г.). «Промотор и сайт начала транскрипции генов бутирилхолинэстеразы человека и кролика». Журнал биологической химии. 269 (33): 20829–37. PMID 8063698.
- Мэттес С., Брэдли Р., Слотер Е., Браун С. (1996). «Кокаин и бутирилхолинэстераза (БХЭ): определение ферментативных параметров». Науки о жизни. 58 (13): PL257–61. Дои:10.1016/0024-3205(96)00065-3. PMID 8622553.
- Иида С., Киношита М., Фуджи Х, Морияма Ю., Накамура Ю., Юра Н., Мориваки К. (1996). «Мутации гена бутирилхолинэстеразы человека в семье с гипохолинэстераземией». Человеческая мутация. 6 (4): 349–51. Дои:10.1002 / humu.1380060411. PMID 8680411. S2CID 86734543.
- Камендулис Л.М., Бжезинский М.Р., Пиндел Е.В., Босрон В.Ф., Дин Р.А. (ноябрь 1996 г.). «Метаболизм кокаина и героина катализируется одними и теми же карбоксилэстеразами печени человека». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 279 (2): 713–7. PMID 8930175.
- Хидака К., Юти И., Томита М., Ватанабэ И., Минатогава И., Ивасаки К., Гото К., Симидзу К. (ноябрь 1997 г.). «Генетический анализ японского пациента с дефицитом бутирилхолинэстеразы». Анналы генетики человека. 61 (Pt 6): 491–6. Дои:10.1046 / j.1469-1809.1997.6160491.x. PMID 9543549. S2CID 23291616.
- Браун С.П., Слотер Е.А., Диван Р.А., Рудник Е.М., Маклин А.М. (июль 1998 г.). «Влияние концентрации бутирилхолинэстеразы в плазме на гидролиз кокаина в плазме человека in vitro». Биофармацевтика и утилизация лекарств. 19 (5): 309–14. Дои:10.1002 / (SICI) 1099-081X (199807) 19: 5 <309 :: AID-BDD108> 3.0.CO; 2-9. PMID 9673783.
- Альтамирано CV, Локридж О. (октябрь 1999 г.). «Консервативные ароматические остатки С-конца бутирилхолинэстеразы человека опосредуют ассоциацию тетрамеров». Биохимия. 38 (40): 13414–22. Дои:10.1021 / bi991475 +. PMID 10529218.
- Дарвеш С., Кумар Р., Робертс С., Уолш Р., Мартин Э. (июнь 2001 г.). «Опосредованное бутирилхолинэстеразой повышение ферментативной активности трипсина». Клеточная и молекулярная нейробиология. 21 (3): 285–96. Дои:10.1023 / А: 1010947205224. PMID 11569538. S2CID 9861675.
- Барта С., Сасвари-Секели М., Деваи А., Ковач Е., Стауб М., Эниеди П. (декабрь 2001 г.). «Анализ мутаций в гене холинэстеразы плазмы у пациентов с длительной нервно-мышечной блокадой во время анестезии». Молекулярная генетика и метаболизм. 74 (4): 484–8. Дои:10.1006 / mgme.2001.3251. PMID 11749053.
внешние ссылки
- Бутирилхолинэстераза в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
- Человек BCHE расположение генома и BCHE страница сведений о генах в Браузер генома UCSC.
Галерея PDB | |
|---|---|
|
