5.11: כולין אסטראז: הפצה ותפקוד

כולין אסטראזות הן קבוצה של אנזימי הידרולאז סרין הממלאים תפקיד מכריע בפירוק כולין אסטרים. שני הסוגים העיקריים של כולין אסטראזות הם אצטילכולין אסטראזות (AChEs) ובוטירילכולינאסטראז (BuChEs), אשר נבדלים בפיזורם, תפקודם, ובספציפיות המצע שלהם. AChEs, הידועים גם בשם כולין אסטראזות אמיתיים, מתמחים בהידרוליזה של אצטילכולין, בעוד BuChEs, המכונה לעתים קרובות פסאודוכולין אסטראזות, יכול לעשות הידרוליזה לכולין אסטרים שונים, כולל בוטירילכולין, מה שהופך אותם ללא ספציפיים.

אנזימים אלה קיימים הן בצורה מסיסה והן בצורה קשורה. צורות מסיסות, המורכבות מתת-יחידה קטליטית כדורית, נמצאות בנוזל השדרה (AChE) ובפלזמה (BuChE). צורת הכריכה מקשרת את היחידה הקטליטית לחלבוני עזר, ומעגנת את האנזים לממברנות עצביות בסינפסה העצבית, או לbasement membranes בצומת העצב-שריר.

AChEs מסונתזים בעיקר ברשתית האנדופלסמית המחוספסת וממוקמים בעיקר בצמתי עצב-שריר, מסופי נוירונים כולינרגיים וכדוריות דם אדומות. AChE קשור בסינפסות נוירונים כולינרגיים הידרוליזה משחרר אצטילכולין לתוך כולין ואצטט, ובכך מפסיק את פעולותיו. AChE מסיס עוזר לווסת את ריכוז אצטילכולין חופשי. בנוסף, AChE יכול גם הידרוליזה נוירופפטידים כגון חומר P, אם כי המשמעות הפיזיולוגית עדיין לא ברורה.

בניגוד ל-AChE, BuChE מסונתז בעיקר בכבד, וצורתו הקשורה מפוזרת באופן נרחב על פני העור, המוח, הכבד והשרירים החלקים של המעי. הצורה הקשורה של BuChE נוכח פלזמה אחראי הידרוליזה של אצטילכולין וחומרים המכילים אסטר, כגון הרדמה, המוביל להשבתה של תרופות אלה לאחר המתן.