Beta sekretāze

Beta sekretāze pieder proteāžu ģimenei. Tas ir iesaistīts beta amiloido veidošanā, kas uzņemas svarīgus uzdevumus informācijas nodošanā smadzenēs. Tajā pašā laikā beta sekretāzei un beta amiloīdam ir nozīmīga loma Alcheimera slimības attīstībā.

Kas ir Beta Secretase?

Beta sekretāze pieder proteāžu grupai, kas noteiktos punktos sadala olbaltumvielas. Tas atrodas endoplazmatiskā retikulārajā membrānā un Golgi aparātā. Viņu aktīvais centrs satur divus aspartāta atlikumus.

Šis aktīvais centrs atrodas papildu membrānas zonā. Beta sekretāze ir pazīstama arī kā aspartāta proteāze. Aktīvajā formā tas ir dimērs. Papildus beta-sekretāzei ir arī alfa- un gamma-sekretāze. Visas trīs proteāzes sadala olbaltumvielu APP (amiloido prekursora proteīnu). Beta-amiloīdi veidojas beta un gamma sekretāzes laikā. Precīza APP funkcija vēl nav zināma. Tomēr šķiet, ka amiloīdiem ir nozīmīga loma informācijas pārsūtīšanā. Tomēr labāk zināms ir tas, ka beta amiloīdiem ir liela nozīme Alcheimera slimības attīstībā. Tās var nogulsnēties smadzenēs kā amiloīda plāksne.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Beta sekretāzes funkcija ir sadalīt olbaltumvielu APP beta amiloīdos. Ir divi beta-amiloīdi, kas pazīstami kā amyloid-beta 40 un amyloid-beta 42. Tie ir izveidoti, izmantojot divus fermentus beta-sekretāzi un gamma-sekretāzi. Beta amiloīdiem ir pretmikrobu iedarbība.

Tajā pašā laikā viņi ir iesaistīti nervu šķiedru mielīna apvalku veidošanā. Tomēr amiloīdi ir arī neirotoksiski. Tās smadzenēs veido tā saucamās amiloīda plāksnes, kas var izraisīt Alcheimera slimību. Šīs toksiskās plāksnes rodas tikai tad, kad APP proteīnu pirmo reizi šķeļ ar beta sekretāzi. Sadalot ar alfa sekretāzi, veidojas ūdenī šķīstoši proteīni, kas neveido plāksnes. Tomēr informācijas pārsūtīšanai uz neironiem ir nepieciešams noteikts daudzums beta-amiloīdu. Zinātniskie pētījumi pat parādīja, ka beta amiloīdiem ir galvenā loma informācijas nodošanā smadzenēs. Procesu mehānisms vēl nav pietiekami zināms.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Beta sekretāze ir iekļauta katrā ķermeņa šūnā kā transmembrāns komponents endoplazmatiskajā retikulumā un Golgi aparātā. Normālā metabolismā tas nepārtraukti ražo beta amiloīdus, sadalot APP antibakteriālai aizsardzībai. Beta-amiloīdi tur netiek nogulsnēti. Lielākā daļa olbaltumvielu APP izvirzās no šūnas. Mazāka daļa atrodas šūnā. Tā ir tā saucamā transmembranālā molekula.

Papildus beta-sekretāzei alfa-sekretāze arī sadala proteīnu APP mazākās, amiloidās molekulās, kuras tomēr šķīst ūdenī un nekur netiek nogulsnētas. Pretstatā beta amiloīdiem olbaltumvielām, kuras veido alfa amiloīdi, ir neiroprotektīvas īpašības. Viņi aizsargā smadzenes no neirotoksiskām plāksnēm. Kad APP proteīnu sadala ar beta sekretāzi, vispirms tiek sadalīta arī ūdenī šķīstošā daļa. Tad kā otro soli atlikušo molekulu ar gamma sekretāzi sadala beta amiloīdā un APP intracelulārā domēnā.

Slimības un traucējumi

Beta-sekretāzes loma saistībā ar Alcheimera slimības attīstību ir labi zināma. Kad beta amiloīdu koncentrācija ir palielināta, tie smadzenēs var tikt nogulsnēti kā amiloīda plāksnes. Tas noved pie neironu nāves un tādējādi smadzeņu atrofijas.

Senilās plāksnes veidošanās mehānisms vēl nav pilnībā izprasts. Beta-amiloīdiem organismā ir svarīgas funkcijas. Jo īpaši tām ir galvenā loma informācijas apstrādē. Tomēr, kad to koncentrācija kļūst pārāk augsta, tie novietojas kā plāksnes starp neironiem. Prekursora APP sadalīšanai ir divi konkurējoši ceļi. APP tiek sadalīta ūdenī šķīstošos komponentos ar alfa sekretāzi vai beta amiloīdos ar beta un gamma sekretāzi. Abas reakcijas ir līdzsvarā viena ar otru. Ja šis līdzsvars tiek mainīts par labu otrajam sadalīšanās ceļam, attīstās Alcheimera slimība.

Tika atklātas vairākas mutācijas. Tomēr nozīme nav mutācijām, kas ietekmē beta-sekretāzi. Cita starpā ģenētiski modificēts APP var palielināt Alcheimera slimības risku. APP olbaltumvielu kodē gēns 21. hromosomā. Šī gēna mutācija var izraisīt Alcheimera slimību. Dauna sindromam ir arī paaugstināta iespējamība attīstīt demenci, kuras pamatā ir senils plāksnes. Šeit palielinās olbaltumvielu APP koncentrācija, jo trīs reizes ir klāt 21. hromosoma. Kopumā slimības cēlonis vēl nav pilnībā izprasts. Papildus ģenētiskajiem faktoriem tiek apspriesti arī iekaisuma procesi smadzenēs, infekcijas ar prioniem, diabēts, augsts holesterīna līmenis, traumas un apkārtējās vides ietekme.

Ir ierosināts, ka paaugstināta alumīnija koncentrācija pārtikā var izraisīt Alcheimera slimību. Tomēr galu galā slimības nosacījums vienmēr ir senilu amiloīdu plāksnīšu veidošanās no beta amiloīdiem. Alcheimera slimību raksturo pieaugoša demence. Kognitīvā veiktspēja samazinās, un ikdienas aktivitātes kļūst arvien grūtāk izpildāmas.

Slimības ārstnieciskā ārstēšana vēl nav bijusi iespējama. Tikai slimības procesu var palēnināt. Pašlaik tiek veikti pasākumi tā saukto beta-sekretāzes inhibitoru izstrādei. Šīs zāles ir domātas, lai kavētu beta sekretāzes darbību, lai apturētu slimības procesu Alcheimera slimības gadījumā. Pagaidām tirgū nav beta-sekretāzes inhibitoru. Atbilstošā zāļu izstrāde joprojām ir agrīnā stadijā. Pēc vispārējām aplēsēm, narkotiku pret Alcheimera slimību ieviešana ir paredzēta ne agrāk kā no 2018. gada.