Was ist Cholinacetyltransferase?
Cholinacetyltransferase ist ein Enzym, das im Gehirn produziert wird. Dieses Enzym ist für die Produktion des Neurotransmitters Acetylcholin verantwortlich, der durch die Verbindung von Cholin und Acetat entsteht. Acetylcholin ist wichtig für Funktionen wie Muskelkontraktion, Regulierung der Herzfrequenz und Lernen. Cholinacetyltransferase führt diese Operation in cholinergen Neuronen durch und erzeugt einen Vorrat an Acetylcholin, das in die Synapse freigesetzt wird, wenn das Neuron aktiviert wird.
Zellen produzieren Cholinacetyltransferase im rauen endoplasmatischen Retikulum, das im Zellkörper eines Neurons enthalten ist. Einmal produziert, bewegt sich das Enzym langsam durch Mikrotubuli, die durch das Axon laufen, den langen Teil eines Neurons, durch den sich elektrische Signale bewegen. Schließlich kommt das Molekül am Axonterminal an, dem Teil des Neurons, der der Synapse am nächsten liegt. Hier beginnt es, Acetylcholin zu produzieren.
Ein großes Enzym namens Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA) spielt dabei eine wichtige Rolle. Acetyl-CoA liefert Acetatgruppen für chemische Reaktionen im gesamten Körper, insbesondere für den Zitronensäurezyklus, den jede Zelle im Stoffwechsel verwendet. Acetyl-CoA bindet auch an Cholinacetyltransferase. Wenn Cholin an einem nahe gelegenen Spalt ankommt, wird es an die Acetatgruppe gebunden, wodurch Acetylcholin entsteht. Coenzym A wird als Nebenprodukt freigesetzt und kann frei an eine neue Acetatgruppe binden.
Das Ergebnis ist Acetylcholin. Acetylcholinmoleküle werden in synaptischen Vesikeln gesammelt, kleinen Membranen, mit denen das Neuron ausstoßen kann. Wenn das Neuron "feuert", setzt es diese Moleküle in den synaptischen Spalt frei, wo sie das nächste Neuron auslösen können, indem sie an bestimmte Rezeptoren binden. Acetylcholin ist ein besonders vielseitiger Neurotransmitter und kann bei verschiedenen Arten von Neuronen unterschiedliche Wirkungen hervorrufen.
Das cholinerge System umfasst den Neurotransmitter Acetylcholin, die Rezeptoren, an die es bindet, und die Neuronen, die diese Rezeptoren beeinflussen. Das cholinerge System ist eines der wichtigsten und am besten untersuchten Neurotransmissionssysteme. Der Körper benötigt Acetylcholin und das cholinerge System für eine Vielzahl von Funktionen. Außerhalb des Gehirns stimuliert es die Muskelkontraktion und reguliert die Herzfrequenz. Innerhalb des Gehirns spielt es eine Rolle bei grundlegenden mentalen Prozessen wie Gedächtnis, Lernen und Belohnungsgefühlen. Es ist auch das von Nikotin betroffene System und damit für die Potenz der Zigarettensucht verantwortlich.
Cholinacetyltransferase wird von einem Gen namens CHAT produziert. Es gibt verschiedene Versionen des CHAT-Gens, die alle erfolgreich Cholinacetyltransferase produzieren können. Manchmal führen Mutationen in diesem Gen jedoch dazu, dass das beabsichtigte Enzym nicht effektiv produziert wird. Diese Mutationen scheinen zusammen mit beobachteten Defiziten der Cholinacetyltransferase sowohl mit der Alzheimer-Krankheit als auch mit der Schizophrenie zu korrelieren.