Бета-секретаза

The Бета-секретаза належить до родини протеаз. Він бере участь у формуванні бета-амілоїду, який бере на себе важливі завдання з передачі інформації в мозок. У той же час бета-секретаза та бета-амілоїд відіграють важливу роль у розвитку хвороби Альцгеймера.

Що таке бета-секретаза?

Бета-секретаза належить до групи протеаз, які розщеплюють білки в певні точки. Він розташований в мембрані ендоплазматичного ретикулума та апарату Гольджі. Їх активний центр містить два залишки аспартату.

Цей активний центр розташований у зоні додаткової мембрани. Бета-секретаза також відома як протеаза аспартату. У своїй активній формі він є димером, окрім бета-секретази, є також альфа- та гамма-секретази. Всі три протеази розщеплюють білок APP (білок-попередник амілоїду). Бета-амілоїди утворюються під час бета-і гамма-секретази. Точна функція APP поки не відома. Однак амілоїди, схоже, відіграють важливу роль у передачі інформації. Однак краще відомо, що бета-амілоїди відіграють важливу роль у розвитку хвороби Альцгеймера. Вони можуть відкладатися в мозку у вигляді амілоїдних бляшок.

Функція, ефект та завдання

Функція бета-секретази полягає в руйнуванні білка APP на бета-амілоїди. Є два бета-амілоїди, відомі як амілоїд-бета-40 та амілоїд-бета-42. Вони створюються за допомогою двох ферментів бета-секретази та гамма-секретази. Бета-амілоїди мають протимікробну дію.

Одночасно вони беруть участь у побудові мієлінових оболонок нервових волокон. Однак амілоїди також є нейротоксичними. Вони утворюють у мозку так звані амілоїдні бляшки, які можуть призвести до хвороби Альцгеймера. Ці токсичні бляшки виникають лише тоді, коли білок APP вперше розщеплюється бета-секретазою. При розщепленні альфа-секретазою утворюються водорозчинні білки, які не утворюють бляшок. Однак певна кількість бета-амілоїдів необхідна для передачі інформації нейронам. Наукові дослідження навіть показали, що бета-амілоїди відіграють центральну роль у передачі інформації в мозок. Механізм процесів ще недостатньо відомий.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Бета-секретаза міститься у кожній клітині тіла як трансмембранний компонент в ендоплазматичному ретикулумі та апараті Гольджі. У нормальному метаболізмі він постійно виробляє бета-амілоїди, розщеплюючи APP для протимікробної захисту. Бета-амілоїди там не відкладаються. Більша частина білка APP виступає з клітини. Менша частина знаходиться в клітині. Це так звана трансмембранна молекула.

Крім бета-секретази, альфа-секретаза також розщеплює білок APP на більш дрібні, не амілоїдні молекули, які, однак, є водорозчинні і ніде не відкладаються. На відміну від бета-амілоїдів, білки, утворені альфа-амілоїдами, мають нейропротекторні властивості. Вони захищають мозок від нейротоксичних бляшок. Коли білок APP розщеплюється бета-секретазою, водорозчинна частина також розщеплюється спочатку. Потім, як другий крок, залишилася молекула розщеплюється гамма-секретазою на бета-амілоїд і на внутрішньоклітинний домен APP.

Хвороби та розлади

Роль бета-секретази у зв'язку з розвитком хвороби Альцгеймера добре відома. Коли концентрація бета-амілоїдів збільшується, вони можуть відкладатися як амілоїдні бляшки в мозку. Це призводить до загибелі нейронів і, отже, до атрофії мозку.

Механізм, за допомогою якого розвиваються старечі бляшки, ще не повністю з'ясований. Бета-амілоїди виконують важливі функції в організмі. Зокрема, вони відіграють центральну роль в обробці інформації. Однак, коли їх концентрація стає занадто високою, вони відкладаються у вигляді бляшок між нейронами. Існує два конкуруючих шляхи розщеплення попередника APP. APP або розбивається на водорозчинні компоненти альфа-секретазою, або на бета-амілоїди бета-і гамма-секретазою. Обидві реакції знаходяться в рівновазі одна з одною. Якщо цю рівновагу змістити на користь другого шляху розбиття, розвивається хвороба Альцгеймера.

Причиною було виявлено кілька мутацій. Однак ніякі мутації, які впливають на бета-секретазу, не грають ролі. Крім усього іншого, генетично модифікований APP може збільшити ризик хвороби Альцгеймера. Білок APP кодується геном на хромосомі 21. Мутація цього гена може призвести до хвороби Альцгеймера. Синдром Дауна також має підвищену ймовірність розвитку деменції на основі старечих бляшок. Концентрація білка APP тут збільшується, оскільки хромосома 21 присутня три рази. В цілому причина захворювання ще не до кінця з'ясована. Крім генетичних факторів, також обговорюються запальні процеси в мозку, інфекції прионами, діабет, високий рівень холестерину, травми та вплив навколишнього середовища.

Припускають, що підвищена концентрація алюмінію в їжі може спричинити хворобу Альцгеймера. Зрештою, умовою захворювання завжди є утворення старечих амілоїдних бляшок з бета-амілоїдів. Хвороба Альцгеймера характеризується посиленням слабоумства. Когнітивна ефективність знижується, і щоденна діяльність стає важче впоратися.

Лікувальне лікування хвороби ще не можливо. Уповільнити може лише процес захворювання. В даний час докладаються зусилля для розробки так званих інгібіторів бета-секретази. Це препарати, які повинні пригнічувати активність бета-секретази, щоб зупинити процес захворювання при хворобі Альцгеймера. Поки на ринку не існує інгібіторів бета-секретази. Відповідна розробка ліків ще на ранній стадії. За загальними підрахунками, введення препарату проти хвороби Альцгеймера очікується якнайшвидше з 2018 року.