【靶点聚焦】阿尔兹海默病经典靶点：乙酰胆碱酯酶AChE

乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）是人类发现的第一种神经递质，它介导的神经传递是神经系统功能的基础。ACh介导的神经传递的突然阻断是致命的，它的逐渐丢失与认知、自主神经和神经肌肉功能的逐渐恶化有关，引发例如阿尔兹海默病、多系统萎缩等疾病。乙酰胆碱酯酶（acetylcholinesterase，AChE）是催化乙酰胆碱水解生成胆碱和乙酸根离子的高效水解酶。从机理上讲，AChE属于丝氨酸水解酶，其催化位点位于一个大的疏水腔中，包含一个催化三联体——丝氨酸、组氨酸和谷氨酸，羧酸盐的亲核性质通过组氨酸的咪唑环转移到丝氨酸的羟基上，使丝氨酸能够从底物上置换胆碱部分，形成乙酰酶中间体，随后水解释放乙酸根离子。

AChE 的结构特征和催化反应

AChE水解并灭活ACh，从而调节突触处ACh的浓度，进而终止ACh介导的神经传递。在突触前神经元中，胆碱乙酰转移酶（choline-acetyltransferase，ChAT）催化胆碱和乙酰辅酶 A 合成ACh。ACh 通过囊泡乙酰胆碱转运蛋白（vesicular ACh transporter，vAChT）包装在突触小泡中。动作电位触发 ACh 释放到突触间隙，其中 ACh 可以与位于突触前和突触后膜上的毒蕈碱受体结合：突触前膜上的毒蕈碱 M2 受体通过负反馈反应调节 ACh 的释放；突触后膜上的 M1 受体进一步激活下游信号转导通路。ACh 在突触间隙被 AChE 水解（AChE-S 和 AChE-R 分别为 AChE 的附着和游离亚型）。高亲和力胆碱摄取机制再将胆碱返回到突触前神经元。

胆碱能突触

阿尔兹海默病（Alzheimer's disease，AD）是一种影响记忆和认知的退行性疾病。胆碱能假说认为，与 AD 相关的认知障碍的病理生理学归因于胆碱能神经元的破坏或丢失，引起乙酰胆碱水平降低，从而导致认知功能障碍等一系列病理特征。抑制 AChE 会导致ACh的累积，进而增加毒蕈碱和烟碱受体的刺激，最终缓解AD 导致的的记忆缺陷。自九十年代以来，AChE 抑制剂已显示出对AD治疗的一些益处。

AChE和丁酰胆碱酯酶（butyrylcholinesterase，BChE，也称为血清胆碱酯酶或假胆碱酯酶）作为负责乙酰胆碱水解的两种最重要的酶，AChE是水解乙酰胆碱的主酶（~90%），BchE作为补偿酶。研究显示，当AD患者神经元受到严重损害，AchE水平不可逆地降低90%以上，BchE水平可以提高至生理状况的120%。此外，BChE 还可以充当天然 AChE 毒素的诱饵来保护 AChE，因此一些抑制剂对两者都起作用。

AChE作为首个被FDA批准针对AD治疗靶点，目前已有多款药物上市。多奈哌齐（donepezil）、卡巴拉汀（rivastigmine）和他克林（tacrine）是治疗AD的常用药物，具有良好的血脑屏障渗透性，并且对 AChE 和 BChE 都有抑制效果；新斯的明（neostigmine）或吡啶斯的明（pyridostigmine）等氨基甲酸酯类 AChE 抑制剂在生理 pH 值下是呈带电，四级结构不能穿过血脑屏障。尽管ACh调节疗法有一定效果，但因为 AChE 的积累可能与 β-淀粉样蛋白斑块相互作用并引起更高的神经毒性，AChE 仍是在研药物的重要靶点。

2021年用于治疗阿尔茨海默病的在研药物（虚线标记为 AChE 抑制剂）

AD是一种影响记忆和认知的退行性疾病，其认知障碍的病理生理学可归因于胆碱能神经元的丢失。AChE水解并灭活ACh，从而调节突触处ACh的浓度，进而终止ACh介导的神经传递。目前已有多种 AChE 抑制剂被用于AD的治疗。然而，这些药物的功效有限，可能引起不良副作用并且不能完全阻止疾病的进展，目前针对AchE的新药研发仍在继续。

ACROBiosystems已开发Human和Mouse种属的AchE及BchE蛋白，经SDS-PAGE验证，纯度高于95%；以酶活测定为QC方案，AchE水解乙酰胆碱的比活>500 nmol/min/μg，BchE水解丁酰胆碱的比活>12000 pmol/min/μg。