Бета-секретазата принадлежи към семейството на протеазите. Той участва в образуването на бета-амилоид, който играе важна роля в предаването на информация в мозък. В същото време бета-секретазата и бета-амилоидът играят важна роля в развитието на Алцхаймер заболяване.
Какво представлява бета-секретазата?
Бета-секретазата принадлежи към групата на разграждащите се протеази протеини на определени сайтове. Той се намира в мембраната на ендоплазмения ретикулум и апарата на Голджи. Активният му сайт съдържа два аспартатни остатъка. Това активно място е локализирано в извънмембранната област. Бета-секретазата е известна още като аспартатна протеаза. В активната си форма той представлява димер. В допълнение към бета-секретазата има и алфа- и гама-секретаза. И трите протеази разцепват протеина APP (амилоиден предшественик протеин). Бета и гама секретазата произвеждат бета амилоиди. Точната функция на APP все още не е известна. Изглежда обаче, че амилоидите играят важна роля в предаването на информация. По-известното обаче е, че бета-амилоидите играят важна роля в развитието на Алцхаймер заболяване. Те могат да бъдат отложени като амилоидни плаки в мозък.
Функция, ефекти и роли
Функцията на бета-секретазата е да разгражда протеина APP до бета-амилоиди. Има два бета-амилоида, посочени като амилоид-бета 40 и амилоид-бета 42. Те се образуват с помощта на два ензими бета-секретаза и гама-секретаза. Бета-амилоидите имат антимикробен ефект. В същото време те участват в образуването на миелиновите обвивки на нервните влакна. Амилоидите обаче са и невротоксични. Те образуват така наречените амилоидни плаки в мозък, който може олово да се Алцхаймер заболяване. Тези токсични плаки обаче се образуват само когато протеинът APP се раздели за първи път от бета-секретаза. Когато се разцепва от алфа-секретаза, вода-разтворим протеини се образуват, които не образуват плаки. Въпреки това, известно количество бета-амилоид е необходимо за предаването на информация на невроните. Научните изследвания дори показват, че бета-амилоидите играят централна роля в предаването на информация в мозъка. Механизмът на процесите обаче все още не е добре разбран.
Образуване, поява, свойства и оптимални нива
Бета-секретазата присъства във всяка телесна клетка като трансмембранен компонент в ендоплазмения ретикулум и апарата на Голджи. Постоянно генерира бета-амилоиди при нормален метаболизъм чрез разцепване на АРР за антимикробна защита. Там не се наблюдава отлагане на бета-амилоиди. По-голямата част от протеина APP излиза от клетката. По-малката част е вътре в клетката. Това е така наречената трансмембранна молекула. В допълнение към бета-секретазата, алфа-секретазата също разцепва протеина APP до по-малки не-амилоидни молекули, но това са вода разтворими и не се отлагат никъде. За разлика от бета-амилоидите, протеини образувани от алфа-амилоиди имат невропротективни свойства. Те предпазват мозъка от невротоксични плаки. По време на разцепване на протеина APP от бета-секретаза, a вода-разтворим фрагмент също се разцепва първо. След това, като втора стъпка, остатъчната молекула се разцепва от гама-секретаза до бета-амилоид и вътреклетъчния домен на APP.
Болести и разстройства
Ролята на бета-секретазата в развитието на болест на Алцхаймер е добре известно. Когато концентрация на бета-амилоидите е повишен, те могат да се отлагат като амилоидни плаки в мозъка. Това води до смърт на невроните и по този начин до атрофия на мозъка. Механизмът на развитие на сенилни плаки все още не е изяснен напълно. Бета-амилоидите имат важни функции в организма. По-специално, те играят централна роля в обработката на информация. Когато обаче концентрация става твърде висока, те се отлагат като плаки между невроните. Има две конкурентни пътища на разцепване на предшественика APP. АРР се разгражда или от алфа-секретаза до водоразтворими компоненти, или от бета- и гама-секретаза до бета-амилоиди. И двете реакции са в равновесие помежду си. Когато това баланс е изместен в полза на втория път на разграждане, болест на Алцхаймер се развива. Като причина са открити няколко мутации. Въпреки това, никакви мутации, засягащи бета-секретазата, не играят роля. Наред с други неща, генетично промененото приложение може да се превърне в повишен риск за болест на Алцхаймер. Протеинът APP е кодиран от a ген на хромозома 21. По този начин мутация на това ген мога олово до болестта на Алцхаймер. Синдром на Даун също има повишена вероятност за развитие деменция въз основа на сенилни плаки. Ето, концентрация на протеина APP се увеличава, тъй като хромозома 21 присъства три пъти. Като цяло причината за заболяването все още не е напълно изяснена. В допълнение към генетичните фактори, възпалителни процеси в мозъка, инфекции с приони, диабет, повишен холестерол нива, травма или влияния върху околната среда също се обсъждат. Предполага се например, че се е увеличил алуминий концентрациите в храната могат да причинят болестта на Алцхаймер. В крайна сметка обаче предпоставката за заболяването е винаги образуването на сенилни амилоидни плаки от бета-амилоиди. Болестта на Алцхаймер се характеризира с прогресивна деменция. Когнитивната ефективност намалява и ежедневните дейности стават все по-трудни за управление. Засега лечебно лечение на болестта не е възможно. Само болестният процес може да се забави. В момента се полагат усилия за разработване на така наречените бета-секретазни инхибитори. Това са наркотици които инхибират активността на бета-секретазата, за да спрат болестния процес при болестта на Алцхаймер. Засега на пазара няма инхибитори на бета-секретазата. Съответното разработване на лекарства все още е в ранна фаза. По този начин, според общите оценки, пускането на лекарството срещу болестта на Алцхаймер не се очаква най-рано през 2018 г.
