胆碱酯酶(cholinesterase,ChE)是一类糖蛋白,分为乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE,也 称真性胆碱酯酶)和丁酰胆碱酯酶(butylcholinesterase,BChE,也称假性胆碱酯酶)。AChE 主要存在于 胆碱能神经末梢突触间隙,也存在于胆碱能神经元和红细胞中,可将乙酰胆碱水解为胆碱和乙酸,终 止乙酰胆碱的作用。AChE 活性极高,1 个酶分子可在 1 分钟内水解约 105 个分子的 ACh。BChE 由 肝产生,主要存在于血浆中,主要水解其他胆碱酯类,如琥珀胆碱,而对 ACh 的特异性较低,对终止体 内 ACh 的作用并不重要。因此,一般所指的胆碱酯酶主要是 AChE。
AChE 蛋白分子表面活性中心有两个能与 ACh 结合的部位,即带负电荷的阴离子部位和酯解部位。前者含有一个谷氨酸残基,后者含有一个由丝氨酸羟基构成的酸性作用点和一个组氨酸咪唑环 构成的碱性作用点,它们通过氢键结合,增强了丝氨酸羟基的亲核性,使之较易与 ACh 结合。AChE 通 过下列 3 个步骤水解 ACh:①ACh 分子中带正电荷的季铵阳离子头,以静电引力与 AChE 的阴离子部位 相结合,同时 ACh 分子中的羰基碳与 AChE 酯解部位的丝氨酸羟基以共价键结合,形成 ACh 与 AChE 的复合物。②ACh 的酯键断裂,乙酰基转移到 AChE 的丝氨酸羟基上,使丝氨酸乙酰化,生成乙酰化 AChE,并释放出胆碱。③乙酰化 AChE 迅速水解,分离出乙酸,并使 AChE 游离,酶的活性恢复(图 7-1)。

图 7-1 胆碱酯酶水解乙酰胆碱过程示意图
Glu:谷氨酸,Ser:丝氨酸,His:组氨酸。

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