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Butirilcolinesterasa

La butirilcolinesterasa ( símbolo HGNC BCHE ; EC 3.1.1.8), también conocida como BChE , BuChE , BuChase , pseudocolinesterasa o (colin)esterasa plasmática , [5] es una enzima colinesterasa no específica que hidroliza muchos ésteres diferentes a base de colina . En los seres humanos, se produce en el hígado, se encuentra principalmente en el plasma sanguíneo y está codificado por el gen BCHE . [6]

Es muy similar a la acetilcolinesterasa neuronal , que también se conoce como colinesterasa de glóbulos rojos o eritrocitos. [5] El término "colinesterasa sérica" ​​se utiliza generalmente en referencia a una prueba clínica que refleja los niveles de ambas enzimas en la sangre. [5] El análisis de la actividad de la butirilcolinesterasa en plasma se puede utilizar como prueba de función hepática , ya que tanto la hipercolinesterasemia como la hipocolinesterasemia indican procesos patológicos. La vida media de BCHE es de aproximadamente 10 a 14 días. [7]

La butirilcolina es un compuesto sintético que no se encuentra naturalmente en el cuerpo. Se utiliza como herramienta para distinguir entre acetilcolinesterasa y butirilcolinesterasa.

Papel fisiológico potencial

La butirilcolinesterasa puede ser un regulador fisiológico de la grelina. [8]

Significación clínica

La deficiencia de pseudocolinesterasa produce un retraso en el metabolismo de sólo unos pocos compuestos de importancia clínica, incluidos los siguientes: succinilcolina , mivacurio , procaína , heroína y cocaína . De estos, su sustrato clínicamente más importante es el agente bloqueador neuromuscular despolarizante, la succinilcolina , que la enzima pseudocolinesterasa hidroliza a succinilmonocolina y luego a ácido succínico. [ cita necesaria ]

En individuos con niveles plasmáticos normales de la enzima pseudocolinesterasa que funciona normalmente, se produce hidrólisis e inactivación de aproximadamente 90 a 95% de una dosis intravenosa de succinilcolina antes de que alcance la unión neuromuscular. El 5 a 10% restante de la dosis de succinilcolina actúa como agonista del receptor de acetilcolina en la unión neuromuscular, lo que provoca una despolarización prolongada de la unión postsináptica de la placa terminal motora. Esta despolarización inicialmente desencadena la fasciculación del músculo esquelético. Como resultado de la despolarización prolongada, la acetilcolina endógena liberada de la membrana presináptica de la neurona motora no produce ningún cambio adicional en el potencial de membrana después de unirse a su receptor en el miocito. La parálisis flácida de los músculos esqueléticos se desarrolla en un minuto. En sujetos normales, la función del músculo esquelético vuelve a la normalidad aproximadamente cinco minutos después de una única inyección en bolo de succinilcolina a medida que se difunde pasivamente lejos de la unión neuromuscular. La deficiencia de pseudocolinesterasa puede provocar que niveles más altos de moléculas de succinilcolina intactas lleguen a los receptores en la unión neuromuscular, lo que provoca que la duración del efecto paralizante continúe hasta ocho horas. Esta afección se reconoce clínicamente cuando la parálisis de los músculos respiratorios y otros músculos esqueléticos no se resuelve espontáneamente después de que se administra succinilcolina como agente paralizante complementario durante los procedimientos de anestesia. En tales casos se requiere asistencia respiratoria. [9]

Los alelos mutantes en el locus BCHE son responsables de la sensibilidad al suxametonio . Las personas homocigotas sufren apnea prolongada después de la administración del relajante muscular suxametonio en relación con la anestesia quirúrgica . La actividad de la pseudocolinesterasa en el suero es baja y su comportamiento como sustrato es atípico. En ausencia del relajante, el homocigoto no tiene ninguna desventaja conocida. [10]

Finalmente, el metabolismo pseudocolinesterasa de la procaína da como resultado la formación de ácido paraaminobenzoico (PABA). Si el paciente que recibe procaína está tomando antibióticos de sulfonamida como bactrim, el efecto antibiótico se antagonizará proporcionando una nueva fuente de PABA al microbio para la posterior síntesis de ácido fólico . [ cita necesaria ]

Contramedida profiláctica contra agentes nerviosos

La butirilcolinesterasa es una contramedida profiláctica contra los agentes nerviosos organofosforados . Se une al agente nervioso en el torrente sanguíneo antes de que pueda ejercer efectos en el sistema nervioso. Debido a que es un eliminador biológico (y un objetivo universal), actualmente es el único agente terapéutico eficaz para proporcionar protección estequiométrica completa contra todo el espectro de agentes nerviosos organofosforados. [11]

Profiláctico contra la adicción a la cocaína.

Se desarrolló un nuevo fármaco experimental para el tratamiento potencial del abuso y la sobredosis de cocaína basado en la estructura de la pseudocolinesterasa (era un mutante humano de BChE con eficiencia catalítica mejorada). Se demostró que elimina la cocaína del cuerpo 2000 veces más rápido que la forma natural de BChE. Los estudios en ratas han demostrado que la droga previene las convulsiones y la muerte cuando se administran sobredosis de cocaína. [12]

El trasplante de células de la piel modificadas para expresar la forma mejorada de butirilcolinesterasa en ratones permite la liberación a largo plazo de la enzima y protege eficazmente a los ratones del comportamiento de búsqueda de cocaína y de la sobredosis de cocaína. [13]

Marcador de riesgo de SMSL

Una investigación publicada por el Grupo de Investigación sobre SMSL y Apnea del Sueño del Hospital Infantil de Westmead, Nueva Gales del Sur, Australia, en la edición del 6 de mayo de 2022 de The Lancet indica que la BChE puede ser un marcador para los bebés que tienen riesgo de tener un bebé repentino. síndrome de muerte (SMSL). Es decir, niveles más bajos de BChE se asociaron con un mayor riesgo de SMSL. [14]

Mapa de ruta interactivo

Haga clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para vincular a los artículos respectivos. [§ 1]

  1. ^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "IrinotecanPathway_WP229".

Inhibidores

Nomenclatura

Las variaciones de nomenclatura de BCHE y de colinesterasas generalmente se analizan en Colinesterasa § Tipos y nomenclatura .

Ver también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl lanzamiento 89: ENSG00000114200 - Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl lanzamiento 89: ENSMUSG00000027792 - Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia humana de PubMed:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed del ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ abc Jasmin L (28 de mayo de 2013). "Colinesterasa - sangre". Centro médico de la Universidad de Maryland. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2012 . Consultado el 7 de septiembre de 2011 .
  6. ^ Allderdice PW, Gardner HA, Galutira D, Lockridge O, LaDu BN, McAlpine PJ (octubre de 1991). "El gen clonado de la butirilcolinesterasa (BCHE) se asigna a un solo sitio cromosómico, 3q26". Genómica . 11 (2): 452–454. doi :10.1016/0888-7543(91)90154-7. hdl : 2027.42/29109 . PMID  1769657.
  7. ^ Whittaker M (febrero de 1980). "Variantes de colinesterasa plasmática y el anestesista". Anestesia . 35 (2): 174-197. doi : 10.1111/j.1365-2044.1980.tb03800.x . PMID  6992635. S2CID  32806785.
  8. ^ Chen VP, Gao Y, Geng L, Parks RJ, Pang YP, Brimijoin S (febrero de 2015). "La butirilcolinesterasa plasmática regula la grelina para controlar la agresión". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (7): 2251–2256. Código Bib : 2015PNAS..112.2251C. doi : 10.1073/pnas.1421536112 . PMC 4343161 . PMID  25646463. 
  9. ^ "Deficiencia de pseudocolinesterasa". Medscape . WebMD LLC. 15 de julio de 2021.
  10. ^ "Entrez Gene: BCHE butirilcolinesterasa".
  11. ^ "Sistemas de tratamiento e identificación médica (MITS)". Oficina Ejecutiva del Programa Conjunto de Defensa Química y Biológica . Armada de Estados Unidos. Archivado desde el original el 28 de octubre de 2016 . Consultado el 13 de agosto de 2014 .
  12. ^ Zheng F, Yang W, Ko MC, Liu J, Cho H, Gao D, et al. (Septiembre de 2008). "La cocaína hidrolasa más eficiente diseñada mediante detección virtual de estados de transición". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 130 (36): 12148–12155. doi :10.1021/ja803646t. PMC 2646118 . PMID  18710224. 
    • "Posible nuevo fármaco para la adicción y la sobredosis de cocaína". ScienceDaily (Presione soltar). 16 de septiembre de 2008.
  13. ^ Li Y, Kong Q, Yue J, Gou X, Xu M, Wu X (febrero de 2019). "Las células madre epidérmicas de la piel editadas con el genoma protegen a los ratones del comportamiento de búsqueda de cocaína y de la sobredosis de cocaína". Ingeniería Biomédica de la Naturaleza . 3 (2): 105-113. doi :10.1038/s41551-018-0293-z. PMC 6423967 . PMID  30899600. 
  14. ^ Harrington CT, Hafid NA, Waters KA (junio de 2022). "La butirilcolinesterasa es un biomarcador potencial para el síndrome de muerte súbita del lactante". eBioMedicina . 80 . Hospital de Niños de Westmead, Nueva Gales del Sur, Australia: 104041. doi :10.1016/j.ebiom.2022.104041. PMC 9092508 . PMID  35533499. S2CID  248645079. 
  15. ^ Puopolo T, Liu C, Ma H, Seeram NP (19 de abril de 2022). "Efectos inhibidores de los cannabinoides sobre las actividades de las enzimas acetilcolinesterasa y butirilcolinesterasa". Cannabis medicinal y cannabinoides . 5 (1): 85–94. doi : 10.1159/000524086 . PMC 9149358 . PMID  35702400. 
  16. ^ Brus B, Košak U, Turk S, Pišlar A, Coquelle N, Kos J, et al. (octubre de 2014). "Descubrimiento, evaluación biológica y estructura cristalina de un nuevo inhibidor selectivo de butirilcolinesterasa nanomolar". Revista de Química Medicinal . 57 (19): 8167–8179. doi :10.1021/jm501195e. PMID  25226236.
  17. ^ Messerer R, Dallanoce C, Matera C, Wehle S, Flammini L, Chirinda B, et al. (junio de 2017). "Nuevos inhibidores bifarmacofóricos de las colinesterasas con afinidad por los receptores muscarínicos M1 y M2". MedChemCom . 8 (6): 1346-1359. doi :10.1039/c7md00149e. PMC 6072511 . PMID  30108847. 

Otras lecturas

enlaces externos