Beta sekretáza

Beta sekretáza patří do rodiny proteáz. Podílí se na tvorbě beta amyloidu, který přebírá důležité úkoly při přenosu informací v mozku. Současně beta sekretáza a beta amyloid hrají důležitou roli ve vývoji Alzheimerovy choroby.

Co je to Beta Secretase?

Beta sekretáza patří do skupiny proteáz, které v určitých bodech štěpí proteiny. Nachází se v membráně endoplazmatického retikula a Golgiho aparátu. Jejich aktivní centrum obsahuje dva zbytky aspartátu.

Toto aktivní centrum se nachází v extra membránové oblasti. Beta sekretáza je také známá jako aspartátová proteáza. Ve své aktivní formě je dimerem, kromě beta-sekretázy existují také alfa- a gama-sekretázy. Všechny tři proteázy štěpí protein APP (amyloidní prekurzorový protein). Beta-amyloidy se tvoří během beta a gama sekretázy. Přesná funkce APP není dosud známa. Zdá se však, že amyloidy hrají důležitou roli při přenosu informací. Co je však lépe známo, je to, že beta amyloidy hrají důležitou roli ve vývoji Alzheimerovy choroby. Mohou být uloženy v mozku jako amyloidní plaky.

Funkce, efekt a úkoly

Funkcí beta sekretázy je rozložit proteinový APP na beta amyloidy. Existují dva beta-amyloidy známé jako amyloid-beta 40 a amyloid-beta 42. Jsou vytvářeny pomocí dvou enzymů beta-sekretázy a gama-sekretázy. Beta amyloidy mají antimikrobiální účinek.

Současně se podílejí na budování myelinových pochev nervových vláken. Amyloidy jsou však také neurotoxické. V mozku vytvářejí tzv. Amyloidní plaky, které mohou vést k Alzheimerově chorobě. Tyto toxické plaky vznikají pouze tehdy, když je protein APP poprvé štěpen beta sekretasou. Při štěpení alfa sekretázou se vytvoří ve vodě rozpustné proteiny, které netvoří plaky. Pro přenos informací do neuronů je však nutné určité množství beta-amyloidů. Vědecký výzkum dokonce ukázal, že beta amyloidy hrají ústřední roli v přenosu informací v mozku. Mechanismus procesů není dosud dostatečně znám.

Vzdělávání, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty

Beta sekretáza je obsažena v každé tělesné buňce jako transmembránová složka v endoplazmatickém retikulu a Golgiho aparátu. Při normálním metabolismu neustále produkuje beta amyloidy štěpením APP pro antimikrobiální obranu. Beta-amyloidy se zde neukládají. Většina proteinu APP vyčnívá z buňky. Menší část je v cele. Je to takzvaná transmembránová molekula.

Kromě beta-sekretázy alfa-sekretáza také štěpí proteinový APP na menší neamyloidní molekuly, které jsou však rozpustné ve vodě a nikde se neukládají. Na rozdíl od beta amyloidů mají proteiny tvořené alfa amyloidy neuroprotektivní vlastnosti. Chrání mozek před neurotoxickými plaky. Když je protein APP štěpen beta sekretázou, je nejprve nejprve odštěpena část rozpustná ve vodě. Poté se ve druhém kroku zbývající molekula rozdělí gama sekretasou na beta amyloid a na intracelulární doménu APP.

Nemoci a poruchy

Role beta-sekretázy ve spojení s vývojem Alzheimerovy choroby je dobře známa. Když je koncentrace beta amyloidů zvýšena, mohou být uloženy jako amyloidní plaky v mozku. To vede k smrti neuronů, a tím ik atrofii mozku.

Mechanismus, jímž se vyvíjejí senilní plaky, není dosud zcela objasněn. Beta-amyloidy mají v organismu důležité funkce. Zejména hrají při zpracování informací ústřední roli. Když je však jejich koncentrace příliš vysoká, ukládají se jako plaky mezi neurony. Existují dvě konkurenční cesty rozdělení předchůdce APP. APP je buď rozdělena na komponenty rozpustné ve vodě pomocí alfa sekretázy nebo na beta amyloidy pomocí beta a gama sekretázy. Obě reakce jsou v rovnováze. Pokud je tato rovnováha posunuta ve prospěch druhé cesty rozpadu, vyvine se Alzheimerova choroba.

Bylo zjištěno, že příčinou bylo několik mutací. Role však nehrají žádné mutace, které ovlivňují beta-sekretázu. Geneticky modifikovaná APP může mimo jiné zvýšit riziko Alzheimerovy choroby. Protein APP je kódován genem na chromozomu 21. Mutace tohoto genu může vést k Alzheimerově chorobě. Downův syndrom má také zvýšenou pravděpodobnost rozvoje demence na základě senilních plaků. Koncentrace proteinového APP se zde zvyšuje, protože chromozom 21 je přítomen třikrát. Celkově není příčina onemocnění dosud plně objasněna. Kromě genetických faktorů jsou diskutovány také zánětlivé procesy v mozku, infekce priony, cukrovka, vysoká hladina cholesterolu, trauma a vlivy prostředí.

Bylo navrženo, že zvýšené koncentrace hliníku v potravinách by mohly způsobit Alzheimerovu chorobu. Nakonec je však podmínkou onemocnění vždy tvorba senilních amyloidních plaků z beta amyloidů. Alzheimerova choroba se vyznačuje rostoucí demencí. Kognitivní výkon klesá a každodenní činnosti se stávají stále obtížnějšími.

Léčebná léčba nemoci dosud nebyla možná. Pouze proces nemoci lze zpomalit. V současné době je vyvíjeno úsilí o vývoj takzvaných inhibitorů beta-sekretázy. Jedná se o léky, které mají inhibovat aktivitu beta sekretázy, aby zastavily proces onemocnění u Alzheimerovy choroby. Doposud na trhu neexistují žádné inhibitory beta-sekretázy. Odpovídající vývoj léčiv je stále v rané fázi. Podle obecných odhadů se zavedení léku proti Alzheimerově chorobě očekává nejdříve od roku 2018.