Beta sekretáza patrí do rodiny proteáz. Podieľa sa na tvorbe beta amyloidu, ktorý preberá dôležité úlohy pri prenose informácií do mozgu. Súčasne beta sekretáza a beta amyloid zohrávajú dôležitú úlohu pri vývoji Alzheimerovej choroby.
Čo je to Beta Secretase?
Beta sekretáza patrí do skupiny proteáz, ktoré v určitých bodoch štiepia proteíny. Nachádza sa v membráne endoplazmatického retikula a Golgiho aparátu. Ich aktívne centrum obsahuje dva zvyšky aspartátu.
Toto aktívne centrum sa nachádza v extra membránovej oblasti. Beta sekretáza je tiež známa ako aspartátová proteáza. Vo svojej aktívnej forme je dimér, okrem beta-sekretázy existujú aj alfa- a gama-sekretázy. Všetky tri proteázy štiepia proteín APP (amyloidný prekurzorový proteín). Beta-amyloidy sa tvoria počas beta a gama sekretázy. Presná funkcia APP zatiaľ nie je známa. Zdá sa však, že amyloidy zohrávajú dôležitú úlohu pri prenose informácií. Lepšie sa však vie, že beta amyloidy zohrávajú dôležitú úlohu pri vývoji Alzheimerovej choroby. Môžu byť uložené v mozgu ako amyloidné plaky.
Funkcia, účinok a úlohy
Funkciou beta sekretázy je štiepiť proteínový APP na beta amyloidy. Existujú dva beta-amyloidy známe ako amyloid-beta 40 a amyloid-beta 42. Tvoria sa pomocou dvoch enzýmov beta-sekretázy a gama-sekretázy. Beta amyloidy majú antimikrobiálny účinok.
Zároveň sa podieľa na budovaní myelínových puzdier nervových vlákien. Amyloidy sú však tiež neurotoxické. V mozgu vytvárajú tzv. Amyloidné plaky, ktoré môžu viesť k Alzheimerovej chorobe. Tieto toxické plaky vznikajú až vtedy, keď sa proteín APP najskôr štiepi beta sekretázou. Pri štiepení alfa sekretázou sa tvoria vo vode rozpustné proteíny, ktoré netvoria plaky. Na prenos informácií do neurónov je však potrebné určité množstvo beta-amyloidov. Vedecký výskum dokonca ukázal, že beta amyloidy zohrávajú ústrednú úlohu pri prenose informácií do mozgu. Mechanizmus procesov ešte nie je dostatočne známy.
Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Beta sekretáza je obsiahnutá v každej bunke tela ako transmembránová zložka endoplazmatického retikula a Golgiho aparátu. Pri normálnom metabolizme neustále produkuje beta amyloidy štiepením APP na antimikrobiálnu obranu. Beta-amyloidy sa tam neukladajú. Väčšina proteínového APP vyčnieva z bunky. Menšia časť je v bunke. Je to takzvaná transmembránová molekula.
Okrem beta-sekretázy alfa-sekretáza tiež štiepi proteínový APP na menšie neamyloidné molekuly, ktoré sú však vo vode rozpustné a nikde sa neukladajú. Na rozdiel od beta amyloidov majú proteíny tvorené alfa amyloidmi neuroprotektívne vlastnosti. Chráni mozog pred neurotoxickými plakmi. Keď sa proteín APP štiepi beta sekretázou, najskôr sa odštiepi vo vode rozpustná časť. Potom sa v druhom kroku zvyšná molekula rozdelí gama sekretázou na beta amyloid a na intracelulárnu doménu APP.
Choroby a poruchy
Úloha beta-sekretázy v spojení s rozvojom Alzheimerovej choroby je dobre známa. Ak je koncentrácia beta amyloidov zvýšená, môžu sa uložiť do mozgu ako amyloidné plaky. To vedie k smrti neurónov a tým k atrofii mozgu.
Mechanizmus, ktorým sa vyvíjajú senilné plaky, ešte nie je úplne objasnený. Beta-amyloidy majú v organizme dôležité funkcie. Zohrávajú najmä ústrednú úlohu pri spracovaní informácií. Keď sa však ich koncentrácia príliš zvýši, ukladajú sa ako plaky medzi neuróny. Existujú dve konkurenčné cesty rozdelenia prekurzora APP. APP je buď rozložený na zložky rozpustné vo vode pomocou alfa sekretázy alebo na beta amyloidy pomocou beta a gama sekretázy. Obe reakcie sú v rovnováhe. Ak sa táto rovnováha posunie v prospech druhej cesty rozkladu, rozvinie sa Alzheimerova choroba.
Zistilo sa, že príčinou bolo niekoľko mutácií. Rolu však nehrajú žiadne mutácie, ktoré ovplyvňujú beta-sekretázu. Geneticky modifikovaná APP môže okrem iného zvýšiť riziko Alzheimerovej choroby. Proteín APP je kódovaný génom na chromozóme 21. Mutácia tohto génu môže viesť k Alzheimerovej chorobe. Downov syndróm má tiež zvýšenú pravdepodobnosť rozvoja demencie založenej na senilných plakoch. Koncentrácia proteínového APP sa tu zvyšuje, pretože chromozóm 21 je prítomný trikrát. Celkovo nie je príčina ochorenia ešte úplne objasnená. Okrem genetických faktorov sa diskutuje aj o zápalových procesoch v mozgu, o infekciách priónmi, cukrovke, vysokých hladinách cholesterolu, traume a vplyvoch prostredia.
Bolo navrhnuté, že zvýšené koncentrácie hliníka v potravinách môžu spôsobiť Alzheimerovu chorobu. Nakoniec je však chorobou stav vždy tvorba senilných amyloidných plakov z beta amyloidov. Alzheimerova choroba sa vyznačuje zvyšujúcou sa demenciou. Kognitívna výkonnosť klesá a denné aktivity sú čoraz ťažšie zvládnuteľné.
Liečba tohto ochorenia ešte nebola možná. Môže sa spomaliť iba proces ochorenia. V súčasnosti sa vyvíja úsilie o vývoj takzvaných inhibítorov beta-sekretázy. Sú to lieky, ktoré majú inhibovať aktivitu beta sekretázy, aby zastavili proces ochorenia pri Alzheimerovej chorobe. Doposiaľ na trhu nie sú žiadne inhibítory beta-sekretázy. Zodpovedajúci vývoj liekov je stále v počiatočnom štádiu. Podľa všeobecných odhadov sa zavedenie lieku proti Alzheimerovej chorobe očakáva najskôr od roku 2018.
.jpg)
.jpg)
