Beta-sekretáza patří do rodiny proteáz. Podílí se na tvorbě beta-amyloidu, který hraje důležitou roli při přenosu informací v mozek. Ve vývoji hrají současně důležitou roli beta-sekretáza a beta-amyloid Alzheimerova choroba onemocnění.
Co je beta-sekretáza?
Beta-sekretáza patří do skupiny proteáz, které se štěpí Proteinů na konkrétních místech. Nachází se v membráně endoplazmatického retikula a Golgiho aparátu. Jeho aktivní místo obsahuje dva zbytky aspartátu. Toto aktivní místo je lokalizováno v extra-membránové oblasti. Beta-sekretáza je také známá jako aspartátproteáza. Ve své aktivní formě představuje dimer. Kromě beta-sekretázy existuje také alfa- a gama-sekretáza. Všechny tři proteázy štěpí protein APP (prekurzorový protein amyloidu). Beta a gama sekretáza produkují beta amyloidy. Přesná funkce aplikace APP zatím není známa. Zdá se však, že amyloidy hrají důležitou roli při přenosu informací. Více je však známo, že beta-amyloidy hrají důležitou roli při vývoji Alzheimerova choroba choroba. Mohou být uloženy jako amyloidové plaky v mozek.
Funkce, efekty a role
Funkce beta-sekretázy je rozkládat protein APP na beta-amyloidy. Existují dva beta-amyloidy, označované jako amyloid-beta 40 a amyloid-beta 42. Jsou tvořeny pomocí dvou enzymy beta-sekretáza a gama-sekretáza. Beta-amyloidy mají antimikrobiální účinek. Současně se podílejí na tvorbě myelinových obalů nervových vláken. Amyloidy jsou však také neurotoxické. Tvoří takzvané amyloidové plaky v mozek, které mohou vést na Alzheimerova choroba choroba. Tyto toxické plaky se však tvoří pouze tehdy, když je protein APP nejprve štěpen beta-sekretázou. Při štěpení alfa-sekretázou voda-rozpustný Proteinů jsou tvořeny, které netvoří plaky. Určité množství beta-amyloidu je však nezbytné pro přenos informací do neuronů. Vědecký výzkum dokonce ukázal, že beta-amyloidy hrají ústřední roli při přenosu informací v mozku. Mechanismus procesů však dosud není dobře znám.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Beta-sekretáza je přítomna v každé tělesné buňce jako transmembránová složka v endoplazmatickém retikulu a Golgiho aparátu. Neustále generuje beta-amyloidy v normálním metabolismu štěpením APP pro antimikrobiální obranu. Nedochází k depozici beta-amyloidu. Většina proteinu APP vyčnívá z buňky. Menší část je uvnitř buňky. Je to takzvaná transmembránová molekula. Kromě beta-sekretázy štěpí alfa-sekretáza také protein APP na menší neamyloid molekuly, ale to jsou voda rozpustné a nejsou nikde uloženy. Na rozdíl od beta-amyloidů je Proteinů tvořené alfa-amyloidy mají neuroprotektivní vlastnosti. Chrání mozek před neurotoxickými plaky. Během štěpení proteinu APP beta-sekretázou, a voda-rozpustný fragment je také nejprve štěpen. Poté, jako druhý krok, je zbytková molekula štěpena gama-sekretázou na beta-amyloid a intracelulární doménu APP.
Nemoci a poruchy
Role beta-sekretázy ve vývoji Alzheimerova nemoc je známý. Když koncentrace beta-amyloidů je zvýšená, mohou se ukládat jako amyloidové plaky v mozku. To vede ke smrti neuronů a tím k atrofii mozku. Mechanismus vývoje senilních plaků dosud nebyl zcela objasněn. Beta-amyloidy mají v organismu důležité funkce. Zejména hrají ústřední roli při zpracování informací. Nicméně, když jejich koncentrace příliš vysoké, jsou ukládány jako plaky mezi neurony. Existují dvě konkurenční cesty štěpení předchůdce APP. APP se štěpí buď alfa-sekretázou na složky rozpustné ve vodě, nebo beta- a gama-sekretázou na beta-amyloidy. Obě reakce jsou navzájem v rovnováze. Když tohle vyvážit je posunuta ve prospěch druhé cesty degradace, Alzheimerova nemoc se vyvíjí. Jako příčina bylo objeveno několik mutací. Žádná mutace ovlivňující beta-sekretázu však nehraje roli. Kromě jiného se geneticky pozměněná aplikace APP může stát zvýšeným rizikem pro Alzheimerova nemoc. Proteinový APP je kódován a gen na chromozomu 21. Tedy mutace tohoto gen umět vést na Alzheimerovu chorobu. Downův syndrom také má zvýšenou pravděpodobnost vývoje demence na základě senilních plaků. Tady je koncentrace proteinu APP se zvyšuje, protože chromozom 21 je přítomen třikrát. Příčina nemoci dosud nebyla zcela objasněna. Kromě genetických faktorů, zánětlivých procesů v mozku, infekcí priony, cukrovka, zvýšené cholesterolu diskutovány jsou také úrovně, trauma nebo vlivy prostředí. Bylo například navrženo, aby se zvýšil hliník koncentrace v potravinách mohou způsobit Alzheimerovu chorobu. Nakonec je však nezbytným předpokladem onemocnění vždy tvorba senilních amyloidových plaků z beta-amyloidů. Alzheimerova choroba je charakterizována progresivní demence. Snižuje se kognitivní výkon a zvládání každodenních činností je stále obtížnější. Kurativní léčba nemoci zatím není možná. Pouze chorobný proces lze zpomalit. V současné době je vyvíjeno úsilí k vývoji takzvaných inhibitorů beta-sekretázy. Tyto jsou drogy které inhibují aktivitu beta-sekretázy za účelem zastavení chorobného procesu u Alzheimerovy choroby. Zatím na trhu neexistují žádné inhibitory beta-sekretázy. Odpovídající vývoj léčiv je stále v počáteční fázi. Podle obecných odhadů se tedy uvedení léku proti Alzheimerově chorobě očekává nejdříve v roce 2018.
