Acetylocholinoesteraza (AChE) to enzym rozkładający neuroprzekaźnik – acetylocholinę. Znana jest też pod nazwami cholinesteraza, hydrolaza acetylocholinowa oraz esteraza acetylocholinowa. W układzie nerwowym występuje w synapsach cholinergicznych. Produkowana jest m.in. przez wątrobę, a w diagnostyce jest używana jako marker wydolności wątroby w zakresie produkcji białek. Jest to jedyny enzym, który rozkłada acetylocholinę. W wyniku reakcji, z acetylocholiny uzyskiwana jest cholina i kwas octowy.

Mechanizm hamowania acetylocholinoesterazy jest wykorzystywany w lekach na Alzheimera i inne postaci demencji. Takie leki to m.in. donepezil, galantamina, takryna, rywastygmina. Najpopularniejszym suplementem hamującym acetylocholinoesterazę jest Hupercyna A. Hamowanie rozkładu acetylocholiny zazwyczaj skutkuje poprawą pamięci i koncentracji, jednak jej nadmierny wzrost wywołuje objawy toksyczne, w tym bóle i zawroty głowy, nudności i wymioty, rozkojarzenie i inne.