乙酰胆碱酯酶的代谢机理和生物意义

乙酰胆碱酯酶，常见的英文缩写为Ache，是生物神经传导中的一种关键性酶，主要存在于胆碱能神经末梢突触间隙，特别是运动神经终板突触后膜的皱摺中聚集较多；也存在于胆碱能神经元内和红细胞中。在胆碱突触间该酶能降解乙酰胆碱，从而终止神经递质对突触后膜的兴奋作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。乙酰胆碱酯酶具有羧肽酶和氨肽酶的活性，它可参与细胞的发育和成熟，能促进神经元发育和神经再生，在生物体神经发育方面具有重要的作用。

图1 乙酰胆碱酯酶的化学结构式

基本介绍

乙酰胆碱酯酶是一种活性高，可选择性水解乙酰胆碱的必需酶，它能使乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸。胆碱酯酶中的I型（即true choli-neesterase）底物特异性高，因为只分解以乙酰胆碱为中心的狭窄范围的底物，故特此这样称呼。研究证明，乙酰胆碱酯酶具有羧肽酶和氨肽酶的活性，该物质也可用作肽酶，它水解肽的活性部位和作为酯酶的活性部位不同。最近的研究显示，高度纯化的来自电鳗电器官或牛血清的乙酰胆碱酯酶具有蛋白酶样或外切酶的活性。对于血清蛋白质，该物质能发挥C端残基的清除作用。[1]

代谢机理

研究证明，乙酰胆碱酯酶具有羧肽酶和氨肽酶的活性。在体外，该物质能水解脑啡肽，但不能水解生长抑素和血管加压素等。进一步的研究证明，它可用作肽酶，其水解肽的活性部位和作为酯酶的活性部位不同。值得注意的是，神经系统许多非胆碱能的，含大量该物质的神经元同时亦含有各种神经肽类物质。此外，AchE的蛋白酶样作用还得到分子生物学证据的支持，氨基酸分析显示，乙酰胆碱酯酶蛋白质分子与蛋白酶样内切酶以及血清羧肽酶的氨基酸序列相似。在它们的C端36个残基范围内，有40%氨基酸序列和蛋白酶的活性片段相同。[1]

生物效应

研究发现，脑内的乙酰胆碱酯酶可以有膜结合型和非膜结合型（可溶的）两种形式，黑质多巴胺能神经元的树突或胞体能够将该物质（可溶型）分泌到细胞外液中。显然，该物质的树突释放现象和乙酰胆碱的释放无关。因为应用胆碱能阻断剂或拮抗剂并不能影响它的树突释放。越来越多的研究提示，该物质与细胞的发育和成熟有关，证据是：（1）许多胚胎组织富含乙酰胆碱酯酶；（2）各种原发性肿瘤组织及其些癌症病人的血清中该物质的活性增加；（3）乙酰胆碱酯酶与神经系统发生过程关系密切。

临床意义

人体中有两种胆碱酯酶及乙酰胆碱酯酶和酯酰胆碱酯酶，都能水解乙酰胆碱，临床一般测定的CHE即指乙酰胆碱酯酶。其临床意义在于下列情况：一是肝脏疾病，肝实质损害如急性肝炎、慢性活动性肝炎、肝硬化活动期时，血清Ache总活力降低，其降低程度与肝功能损害的严重程度相平行，如持续减低常提示预后不良，脂肪肝患者血清Ache活力增高，可能是由于乙酰胆碱酯酶的降解减慢所致。二是机磷化合物中毒，有机磷农药与Ache活性中心结合，使其活性降低，引起一系列症状和体征，血清中乙酰胆碱酯酶减低。血清Ache测定对接触有机磷农药的工人和使用者具有监测价值，对有机磷农药中毒有诊断意义。三是外病变如急慢性感染、全身消耗性疾病、重症肌无力、皮肌炎等Ache可降低；而肾病综合征、甲状腺功能亢进、肥胖型糖尿病患者血清中乙酰胆碱酯酶活力常升高。[2]

参考文献

[1] 徐恩斌, 张忠兵, 谢渭芬. 乙酰胆碱酯酶的研究进展[J]. 临床与病理杂志, 2003, 23(1): 73-75.

[2] 苏忠学，吴亚光.实用肝胆外科学.第1版[M].广州.世界图书出版广东有限公司. 2013.