La choline acétyltransférase est une enzyme produite dans le cerveau. Cette enzyme est responsable de la production du neurotransmetteur acétylcholine, ce qu’elle fait en joignant la choline et l’acétate. L’acétylcholine est importante pour des fonctions telles que la contraction musculaire, la régulation de la fréquence cardiaque et l’apprentissage. La choline acétyltransférase effectue cette opération à l’intérieur des neurones cholinergiques, générant un apport d’acétylcholine à libérer dans la synapse lorsque le neurone est activé.
Les cellules fabriquent la choline acétyltransférase dans le réticulum endoplasmique rugueux, contenu dans le corps cellulaire d’un neurone. Une fois produite, l’enzyme se déplace lentement à travers les microtubules traversant l’axone, la longue partie d’un neurone à travers laquelle circulent les signaux électriques. Finalement, la molécule arrive à la terminaison axonale, la partie du neurone la plus proche de la synapse. Ici, il commence à produire de l’acétylcholine.
Une grande enzyme appelée acétyl coenzyme A (acétyl-CoA) joue un rôle important dans le processus. L’acétyl-CoA fournit des groupes acétate aux réactions chimiques se produisant dans tout le corps, notamment le cycle de l’acide citrique utilisé par chaque cellule dans le processus de métabolisme. L’acétyl-CoA se lie également à la choline acétyltransférase. Lorsque la choline arrive dans une fente à proximité, elle est attachée au groupe acétate, créant de l’acétylcholine. La coenzyme A est libérée en tant que sous-produit et est libre de se lier à un nouveau groupe acétate.
Le résultat est l’acétylcholine. Les molécules d’acétylcholine sont rassemblées dans des vésicules synaptiques, de petites membranes avec lesquelles le neurone peut expulser. Lorsque le neurone « se déclenche », il libère ces molécules dans la fente synaptique, où elles peuvent déclencher le prochain neurone en se fixant à des récepteurs spécifiques. L’acétylcholine est un neurotransmetteur particulièrement polyvalent et peut provoquer différents effets à partir de différents types de neurones.
Le système cholinergique comprend le neurotransmetteur acétylcholine, les récepteurs auxquels il se lie et les neurones que ces récepteurs affectent. Le système cholinergique est l’un des systèmes de neurotransmission les plus importants et les mieux étudiés. Le corps utilise l’acétylcholine et le système cholinergique pour une variété de fonctions. En dehors du cerveau, il aide à stimuler la contraction musculaire et à réguler le rythme cardiaque. Dans le cerveau, il joue un rôle dans les processus mentaux de base, tels que la mémoire, l’apprentissage et les sentiments de récompense. C’est aussi le système affecté par la nicotine et donc responsable de la puissance de la dépendance à la cigarette.
La choline acétyltransférase est produite par un gène appelé CHAT. Il existe plusieurs versions différentes du gène CHAT, qui peuvent toutes produire avec succès la choline acétyltransférase. Parfois, cependant, des mutations dans ce gène entraînent une incapacité à produire efficacement l’enzyme voulue. Ces mutations, ainsi que les déficiences observées en choline acétyltransférase, semblent être corrélées à la fois à la maladie d’Alzheimer et à la schizophrénie.