Enzym, který v synaptické štěrbině štěpí acetylcholin, a tím ukončuje nebo oslabuje jeho účinek na přenos nervového signálu. V medicíně se jeho záměrné blokování (inhibice) využívá při léčbě některých demencí (viz inhibitory tohoto enzymu). Silně ho tlumí organofosfáty, což je hlavní mechanismus jejich toxicity a příčinou otravy. Inhibovat jej mohou i některé léky, např. fysostigmin a neostigmin. Srov. cholinacetyltransferáza, viz také cholinesteráza.