בטא secretase

ה בטא secretase שייך למשפחת הפרוטאז. זה מעורב ביצירת בטא עמילואיד, שלוקח על עצמו משימות חשובות בהעברת מידע במוח. במקביל, בטא סיקרטאז ובטא עמילואיד ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות מחלת האלצהיימר.

מה זה בטא סיקרטאז?

בטא secretase שייכת לקבוצת הפרוטאזות, המפצלות חלבונים בנקודות מסוימות. היא ממוקמת בקרום של תכנית הרשת האנדופלסמית והמנגנון גולגי. המרכז הפעיל שלהם מכיל שני שאריות אספרטט.

מרכז פעיל זה ממוקם באזור הממברנה הנוספת. בטא secretase ידוע גם בשם פרוטאז אספרטט. בצורתו הפעילה זהו דימר .בנוסף לבטא-סודאקטזה, יש גם אלפא-גמא-סודאז. כל שלוש הפרוטאזות מפרקות את החלבון APP (חלבון מבשר עמילואיד). בטא-עמילואידים נוצרים במהלך בטא והפרשת גמא. לא ידוע עדיין מה הפונקציה המדויקת של APP. עם זאת, נראה כי העמילואידים ממלאים תפקיד חשוב בהעברת המידע. עם זאת מה שידוע יותר טוב הוא כי עמילואידים בטא ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות מחלת האלצהיימר. הם יכולים להיות מופקדים במוח כמו שלוחות עמילואידים.

פונקציה, אפקט ומשימות

תפקידו של בטא סיקרטאז הוא פירוק ה- APP החלבוני לאמילואידים בטא. ישנם שני בטא-עמילואידים הידועים בשם עמילואיד-בטא 40 ועמילואיד-בטא 42. הם נוצרים בעזרת שני האנזימים בטא-secretase ו- gamma-secretase. עמילואידים בטא משפיעים על מיקרוביאליות.

במקביל, הם עוסקים בבניית נדן המיאלין של סיבי העצב. עם זאת, העמילואידים הם גם נוירוטוקסיים. הם יוצרים מה שנקרא פלאק עמילואידי במוח, מה שעלול להוביל למחלת אלצהיימר. פלאקים רעילים אלו מתעוררים רק כאשר ה- APP החלבוני נסקר לראשונה על ידי בטא סיקראז. כאשר מפוצלים על ידי אלפא סיקרטז נוצרים חלבונים מסיסים במים שאינם יוצרים פלאק. עם זאת, כמות מסוימת של בטא-עמילואידים נחוצה להעברת מידע לנוירונים. מחקרים מדעיים אף הראו כי עמילואידים בטא ממלאים תפקיד מרכזי בהעברת המידע במוח. מנגנון התהליכים עדיין לא ידוע דיו.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

בטא סיקרטאז כלול בכל תא בגוף כמרכיב טרנסממברני בתכנית האנדופלסמה ובמנגנון גולגי. בחילוף חומרים רגיל היא מייצרת כל הזמן עמילואידים בטא על ידי סדוק APP להגנה אנטי מיקרוביאלית. עמילואידים בטא אינם מופקדים שם. רוב APP החלבון בולט מהתא. החלק הקטן יותר נמצא בתא. זו מה שמכונה מולקולת טרנסממברנה.

בנוסף ל- beta-secretase, אלפא-secretase גם מפצל את ה- APP החלבוני למולקולות קטנות יותר, שאינן עמילואיד, אשר, לעומת זאת, מסיסים במים ואינם מופקדים בשום מקום. לעומת העמילואידים בטא, לחלבונים הנוצרים על ידי עמילואידים אלפא יש תכונות נוירו-הגנות. הם מגנים על המוח מפני פלאק עצבי. כאשר ה- APP של החלבון מפוצל על ידי בטא סיקרטאז, גם חלק מסיס במים מתפצל קודם. לאחר מכן, כצעד שני, המולקולה שנותרה מפוצלת על ידי secrete גמא לאמילואיד בטא ולתחום התוך תאיים של APP.

מחלות והפרעות

תפקידו של בטא-סיקרטאז בקשר להתפתחות מחלת אלצהיימר ידוע היטב. כאשר עולה ריכוז עמילואידים בטא, ניתן להפקיד אותם כבלוח עמילואידי במוח. זה מוביל למוות של נוירונים וכך להתנוונות המוח.

המנגנון שבאמצעותו מתפתחים לוחות סניליות עדיין אינו מובן לחלוטין. בטא-עמילואידים יש תפקידים חשובים באורגניזם. בפרט, הם ממלאים תפקיד מרכזי בעיבוד המידע. עם זאת, כאשר הריכוז שלהם עולה מדי, הם מפקידים כבלוח בין הנוירונים. ישנם שני נתיבי פיצול מתחרים של ה- APP הקודם. ה- APP מתפרק לרכיבים מסיסים במים על ידי אלפא סיקרטאז או לחלק של בטא עמילואידים על ידי בטא וסמאמה. שתי התגובות באיזון זה עם זה. אם שיווי משקל זה מועבר לטובת מסלול ההתמוטטות השני, מתפתחת מחלת אלצהיימר.

התגלו כמה מוטציות כגורם. עם זאת, אין מוטציות המשפיעות על בטא-סודאזיס ממלאות תפקיד. בין היתר, מכשיר APP שעבר שינוי גנטי יכול להעלות את הסיכון למחלת אלצהיימר. חלבון APP מקודד על ידי גן בכרומוזום 21. מוטציה של גן זה יכולה להוביל למחלת אלצהיימר. לתסמונת דאון יש גם סבירות מוגברת לפתח דמנציה על בסיס פלאק סנילי. ריכוז ה- APP החלבוני מוגבר כאן מכיוון שכרומוזום 21 קיים שלוש פעמים. בסך הכל, הסיבה למחלה עדיין אינה מובנת לחלוטין. בנוסף לגורמים גנטיים, נדונים גם תהליכים דלקתיים במוח, זיהומים עם פריונים, סוכרת, רמות כולסטרול גבוהות, טראומה והשפעות סביבתיות.

הוצע כי עליית ריכוזי האלומיניום במזון עלולה לגרום לאלצהיימר. עם זאת, בסופו של דבר, התנאי למחלה הוא תמיד היווצרות של לוחות עמילואידים סניליים מבית עמילואידים. מחלת האלצהיימר מאופיינת בגידול דמנציה. הביצועים הקוגניטיביים פוחתים והפעילויות היומיומיות הופכות לקשות יותר ויותר להתמודד איתן.

טיפול מרפא במחלה טרם התאפשר. רק ניתן להאט את תהליך המחלה. בימים אלה נעשים מאמצים לפתח מעכבי בטא-secretase כביכול. מדובר בתרופות שאמורות לעכב את פעילותו של בטא פריקאז כדי להפסיק את תהליך המחלה באלצהיימר. עד כה, אין מעכבי בטא-סיקרטאז בשוק. התפתחות התרופות המתאימה היא עדיין בשלב מוקדם. על פי ההערכות הכלליות, הכנסת התרופה נגד אלצהיימר צפויה החל משנת 2018 לכל המוקדם.