Hva er kolinacetyltransferase?

Kolinacetyltransferase er et enzym produsert i hjernen. Dette enzymet er ansvarlig for å produsere nevrotransmitteren acetylcholine, som det gjør ved å gå sammen med kolin og acetat. Acetylkolin er viktig for funksjoner som muskelsammentrekning, regulering av hjerterytme og læring. Kolinacetyltransferase utfører denne operasjonen inne i kolinergiske nevroner, og genererer en tilførsel av acetylkolin som frigjøres i synapsen når neuronet aktiveres.

Celler produserer kolinacetyltransferase i det grove endoplasmatiske retikulumet, som er inneholdt i cellecellen til et nevron. Når det er produsert, beveger enzymet seg sakte gjennom mikrotubuli som løper gjennom aksonet, den lange delen av et nevron som elektriske signaler beveger seg gjennom. Etter hvert ankommer molekylet til aksonterminalen, den delen av nevronen som ligger nærmest synapsen. Her begynner det å produsere acetylkolin.

Et stort enzym kalt acetylkoenzym A (acetyl-CoA) spiller en viktig rolle i prosessen. Acetyl-CoA forsyner acetatgrupper til kjemiske reaksjoner som oppstår i hele kroppen, spesielt den sitronsyresyklus som brukes av hver celle i prosessen med metabolisme. Acetyl-CoA binder seg også til kolinacetyltransferase. Når kolin ankommer en nærliggende spalte, er den festet til acetatgruppen, og skaper acetylkolin. Koenzym A frigjøres som biprodukt og er fritt til å binde seg til en ny acetatgruppe.

Resultatet er acetylkolin. Acetylkolinmolekyler samles i synaptiske vesikler, små membraner som nevronen kan utvise. Når nevronen 'fyrer', frigjør den disse molekylene i synaptisk spalte, hvor de kan utløse neste nevron ved å feste seg til spesifikke reseptorer. Acetylcholine er en spesielt allsidig nevrotransmitter og kan få forskjellige effekter fra forskjellige typer nevroner.

Det kolinergiske systemet inkluderer nevrotransmitteren acetylcholine, reseptorene det binder seg til, og nevronene disse reseptorene påvirker. Det kolinergiske systemet er et av de viktigste og godt studerte systemene for nevrotransmisjon. Kroppen er avhengig av acetylkolin og det kolinerge systemet for en rekke funksjoner. Utenfor hjernen hjelper det å stimulere muskelsammentrekning og regulere hjerterytmen. Innen hjernen spiller det en rolle i grunnleggende mentale prosesser, som hukommelse, læring og følelser av belønning. Det er også systemet som er påvirket av nikotin og er dermed ansvarlig for styrken av sigarettavhengighet.

Kolinacetyltransferase produseres av et gen som heter CHAT. Det er flere forskjellige versjoner av CHAT-genet, som alle kan produsere kolinacetyltransferase. Noen ganger resulterer imidlertid mutasjoner i dette genet i en manglende effektiv produksjon av det tiltenkte enzym. Disse mutasjonene, sammen med observerte mangler ved kolinacetyltransferase, ser ut til å korrelere med både Alzheimers sykdom og schizofreni.