Kolin asetiltransferase adalah enzim yang diproduksi di otak. Enzim ini bertanggung jawab untuk memproduksi neurotransmitter asetilkolin, yang dilakukannya dengan menggabungkan kolin dan asetat. Asetilkolin penting untuk fungsi seperti kontraksi otot, mengatur detak jantung dan pembelajaran. Kolin asetiltransferase melakukan operasi ini di dalam neuron kolinergik, menghasilkan pasokan asetilkolin untuk dilepaskan ke sinaps saat neuron diaktifkan.
Sel memproduksi kolin asetiltransferase dalam retikulum endoplasma kasar, yang terdapat dalam badan sel neuron. Setelah diproduksi, enzim bergerak perlahan melalui mikrotubulus yang berjalan melalui akson, bagian panjang neuron yang dilalui sinyal listrik. Akhirnya molekul tiba di terminal akson, bagian neuron yang paling dekat dengan sinaps. Di sini, ia mulai memproduksi asetilkolin.
Enzim besar yang disebut asetil koenzim A (asetil-KoA) memainkan peran penting dalam proses tersebut. Asetil-KoA memasok gugus asetat untuk reaksi kimia yang terjadi di seluruh tubuh, terutama siklus asam sitrat yang digunakan oleh setiap sel dalam proses metabolisme. Asetil-KoA juga berikatan dengan kolin asetiltransferase. Ketika Kolin tiba di slot terdekat, itu melekat pada kelompok asetat, menciptakan asetilkolin. Koenzim A dilepaskan sebagai produk sampingan dan bebas berikatan dengan gugus asetat baru.
Hasilnya adalah asetilkolin. Molekul asetilkolin dikumpulkan ke dalam vesikel sinaptik, membran kecil yang dapat dikeluarkan oleh neuron. Ketika neuron ‘membakar’, ia melepaskan molekul-molekul ini ke dalam celah sinaptik, di mana mereka dapat memicu neuron berikutnya dengan menempel pada reseptor spesifik. Asetilkolin adalah neurotransmiter yang sangat serbaguna dan dapat menimbulkan efek yang berbeda dari berbagai jenis neuron.
Sistem kolinergik mencakup neurotransmitter asetilkolin, reseptor yang mengikatnya, dan neuron yang dipengaruhi reseptor ini. Sistem kolinergik adalah salah satu sistem neurotransmisi yang paling penting dan dipelajari dengan baik. Tubuh bergantung pada asetilkolin dan sistem kolinergik untuk berbagai fungsi. Di luar otak, ini membantu merangsang kontraksi otot dan mengatur detak jantung. Di dalam otak, ia memainkan peran dalam proses mental dasar, seperti memori, pembelajaran, dan perasaan penghargaan. Ini juga merupakan sistem yang dipengaruhi oleh nikotin dan dengan demikian bertanggung jawab atas potensi kecanduan rokok.
Kolin asetiltransferase diproduksi oleh gen yang disebut CHAT. Ada beberapa versi berbeda dari gen CHAT, yang semuanya berhasil menghasilkan kolin asetiltransferase. Kadang-kadang, bagaimanapun, mutasi pada gen ini mengakibatkan kegagalan untuk secara efektif menghasilkan enzim yang dimaksud. Mutasi ini, bersama dengan defisiensi kolin asetiltransferase yang diamati, tampaknya berkorelasi dengan penyakit Alzheimer dan skizofrenia.