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コリンエステラーゼ（EC 3.1.1.8、コリンエステラーゼ；系統名アシルコリンアシルヒドロラーゼ）という酵素は、コリンをベースとしたエステルの加水分解を触媒し、そのうちのいくつかは神経伝達物質として機能します。[ 1 ]
これらの反応は、コリン作動性ニューロンが活性化後に静止状態に戻るために必要である。例えば、筋肉の収縮では、神経筋接合部におけるアセチルコリンが収縮を引き起こすが、その後筋肉が緊張状態のままではなく弛緩するためには、アセチルコリンがコリンエステラーゼによって分解されなければならない。
コリンエステラーゼには2種類が特徴づけられています。1つは主にアセチル化学、もう1つは主に血漿中に存在するブチリルコリンエステラーゼ（コリンエステラーゼII[2]または血漿コリンエステラーゼとも呼ばれる）です。
コリンエステラーゼには、アセチルコリンエステラーゼ（AChE ）とブチリルコリンエステラーゼ（BChE）の2種類がある。両者は基質、前者はアセチルコリンをより速やかに加水分解し、後者はブチリルコリンをより速やかに加水分解する。
アセチルコリンエステラーゼ（AChE）[ 3 ]は、コリンエステラーゼI、赤血球コリンエステラーゼ、または赤血球コリンエステラーゼ、真のコリンエステラーゼ、コリンエステラーゼI、または（最も正式には）アセチルコリンアセチルヒドロラーゼとしても知られ、主に赤血球の膜、神経筋接合部、およびその他の神経シナプスに存在します。アセチルコリンエステラーゼは複数の分子形態で存在します。哺乳類の脳では、AChEの大部分は四量体G4型（10）として存在し、単量体G1（4S）型ははるかに少量存在します。[4 ]
ブチリルコリンエステラーゼ（EC 3.1.1.8）（BChE）は、コリンエステラーゼ、コリンエステラーゼII、BuChE、擬似コリンエステラーゼ（ PCE）、血漿コリンエステラーゼ（PChE）、血清コリンエステラーゼ（SChE）、ブチルコリンエステラーゼ、または（最も正式には）アシルコリンアシルヒドロラーゼとも呼ばれ、肝臓で産生され、主に血漿。ブチルとブチリルの音節はどちらも、末端のメチル基の1つが置換されたブタンを指します。
BChEの半減期は約10～14日である。[ 5 ]進行した肝疾患の患者ではBChEレベルが低下する可能性がある。サクシニルコリンによる神経筋遮断の著しい延長が起こるには、75%以上の低下が必要である。[ 6 ] [ 7 ]
1968年、ワロ・ロイジンガーらはニューヨークのコロンビア大学でデンキウナギからアセチルコリンエステラーゼを精製し結晶化することに成功した。 [ 8 ] [ 9 ]
アセチルコリンエステラーゼの3D構造は、1991年にジョエル・サスマンらが太平洋電気エイのタンパク質を用いて初めて決定した。[ 10 ]
臨床的に有用な量のブチリルコリンエステラーゼは、2007年にPharmAthene社によって遺伝子組み換えヤギを用いて合成された。 [ 11 ]
BCHE酵素の欠損または変異は、偽コリンエステラーゼ欠損症と呼ばれる病態を引き起こします。これは無症状の病態であり、欠損症の患者が手術中に筋弛緩剤であるサクシニルコリンまたはミバクリウムを投与された場合にのみ症状が現れます。
偽コリンエステラーゼ欠損症は、歯科処置における局所麻酔薬の選択にも影響を与える可能性があります。この酵素はエステル系局所麻酔薬の代謝において重要な役割を果たしており、欠損するとこの種の麻酔薬の安全性が低下し、全身作用のリスクが高まります。このような患者には、アミド系麻酔薬の選択が推奨されます。
急性心筋梗塞の症例の90.5%で血漿BCHEレベルの上昇が観察された。[ 12 ]
羊水中のACHEの存在は妊娠初期に検査することができます。羊水穿刺によって羊水サンプルが採取され、ACHEの存在によって腹壁欠損や神経管欠損などのいくつかの一般的な先天性欠損を確認できます。[ 13 ]
BCHEは神経ガスやその他の有機リン中毒に対する予防薬として使用できる。[ 11 ]
初期の研究の中には、遺伝性ブチルコリンエステラーゼ欠損症が乳幼児突然死症候群の候補成分である可能性を示唆するものもある。[ 14 ]
アセチルコリンエステラーゼという酵素とその阻害は、筋膜トリガーポイントとそれに伴う筋膜痛症候群の発症に関与している。マウスにアセチルコリンエステラーゼ阻害剤を注射し、電気刺激を与えると、筋肉にトリガーポイントが発生する。[ 15 ] [ 16 ]
コリンエステラーゼ阻害剤（または「抗コリンエステラーゼ」）は、この酵素の働きを抑制します。コリンエステラーゼは必須の機能を持つため、その働きを阻害する化学物質は強力な神経毒であり、少量でも過剰な唾液分泌や涙目を引き起こし、その後筋肉の痙攣、そして最終的には死に至ります（例としては、一部のヘビ毒や神経ガスであるサリンやVXなどがあります）。プラリドキシムは、その作用を打ち消す薬の一つです。いわゆる神経ガスや殺虫剤に使われる多くの物質は、アセチルコリンエステラーゼの活性部位にあるセリン残基と結合することで作用し、酵素を完全に阻害することが示されています。アセチルコリンエステラーゼという酵素は、神経と筋肉の接合部で放出される神経伝達物質であるアセチルコリンを分解し、筋肉や臓器の弛緩を促します。アセチルコリンエステラーゼ阻害の結果、アセチルコリンが蓄積され、作用し続けるため、神経インパルスが継続的に伝達され、筋肉の収縮が停止しなくなる。
アセチルコリンエステラーゼ阻害剤として最も一般的なものの一つに、酵素の活性部位に結合するように設計されたリン系化合物がある。構造上の要件は、 2つの親油性基を持つリン原子、脱離基（ハロゲン化物やチオシアネートなど）、および末端酸素原子である。ローソン試薬の項目には、リン系化合物のサブクラスの一つに関する詳細が記載されている。
ベンゾジアゼピン系薬剤の中には、例えばテマゼパムのように、コリンエステラーゼ阻害作用を持つものがある。[ 17 ]
コリンエステラーゼ値は、ヒ素曝露の間接的な指標として使用できる。[ 18 ]
生化学兵器以外にも、抗コリンエステラーゼは麻酔中の薬物誘発性麻痺の解除、重症筋無力症、緑内障、アルツハイマー病の治療にも使用されています。これらの化合物は、羊用薬浴剤、有機リン系殺虫剤、カルバメート系殺虫剤など、さまざまな製品で殺虫剤として使用されています。上記のような急性中毒に加えて、強い精神障害を特徴とする半急性中毒も起こり得ます。また、長期暴露は先天異常を引き起こす可能性があります。
