A béta-szekretáz a proteáz családba tartozik. Részt vesz a béta-amiloid képződésében, amely fontos szerepet játszik az információ továbbításában a agy. Ugyanakkor a béta-szekretáz és a béta-amiloid fontos szerepet játszik a Alzheimer-kór betegség.
Mi a béta-szekretáz?
A béta-szekretáz a lebomló proteázok csoportjába tartozik fehérjék meghatározott helyszíneken. Az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-készülék membránjában helyezkedik el. Aktív helye két aszpartát maradékot tartalmaz. Ez az aktív hely a membránon kívüli régióban lokalizálódik. A béta-szekretáz aszpartát proteáz néven is ismert. Aktív formájában egy dimert képvisel. A béta-szekretáz mellett létezik alfa- és gamma-szekretáz is. Mindhárom proteáz hasítja az APP fehérjét (amiloid prekurzor fehérje). A béta- és gamma-szekretáz béta-amiloidokat termel. Az APP pontos funkciója még nem ismert. Úgy tűnik azonban, hogy az amiloidák fontos szerepet játszanak az információátadásban. Ami azonban ismertebb, hogy a béta-amiloidok fontos szerepet játszanak a Alzheimer-kór betegség. Amiloid plakkokként rakódhatnak le a agy.
Funkció, hatások és szerepek
A béta-szekretáz feladata az APP fehérje béta-amiloidokra bontása. Két béta-amiloid létezik, amiloid-béta 40-nek és amiloid-béta 42-nek nevezik őket. Ezek két enzimek béta-szekretáz és gamma-szekretáz. A béta-amiloidoknak antimikrobiális hatása van. Ugyanakkor részt vesznek az idegrostok mielinhüvelyeinek kialakulásában. Az amiloidok ugyanakkor neurotoxikusak is. Az úgynevezett amiloid plakkok képezik a agy, melyik tud vezet nak nek Alzheimer-kór betegség. Ezek a toxikus plakkok azonban csak akkor keletkeznek, amikor az APP fehérjét először hasítja a béta-szekretáz. Ha az alfa-szekretáz hasítja, víz-oldódó fehérjék képződnek, amelyek nem alkotnak plaketteket. Bizonyos mennyiségű béta-amiloid szükséges azonban az információ neuronokhoz történő továbbításához. A tudományos kutatások még azt is kimutatták, hogy a béta-amiloidok központi szerepet játszanak az agyban történő információátadásban. A folyamatok mechanizmusát azonban még nem ismerjük jól.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális szintek
A béta-szekretáz minden testsejtben transzmembrán komponensként van jelen az endoplazmatikus retikulumban és a Golgi-készülékben. Folyamatosan béta-amiloidokat generál normális anyagcserében azáltal, hogy lehasítja az APP-t az antimikrobiális védekezés érdekében. A béta-amiloid lerakódás ott nem fordul elő. Az APP fehérje nagy része kiemelkedik a sejtből. A kisebbik rész a cellában van. Ez egy úgynevezett transzmembrán molekula. A béta-szekretáz mellett az alfa-szekretáz az APP fehérjét is kisebb, nem amiloidra hasítja molekulák, de ezek vannak víz oldható és nem rakódik le sehol. A béta-amiloidokkal ellentétben a fehérjék az alfa-amiloidok alkotják, neuroprotektív tulajdonságokkal rendelkeznek. Védik az agyat a neurotoxikus plakkoktól. Az APP fehérje béta-szekretázzal történő hasítása során a vízaz oldható fragmentumot is először hasítjuk. Ezután második lépésként a maradék molekulát gamma-szekretáz hasítja egy béta-amiloid és az APP intracelluláris doménjébe.
Betegségek és rendellenességek
A béta-szekretáz szerepe a Alzheimer kór jól ismert. Amikor az koncentráció a béta-amiloidok szintje megemelkedik, amiloid plakkokként rakódhatnak le az agyban. Ez az idegsejtek halálához és így az agy sorvadásához vezet. A szenilis plakkok kialakulásának mechanizmusát még nem sikerült teljesen tisztázni. A béta-amiloidoknak fontos funkcióik vannak a szervezetben. Különösen központi szerepet játszanak az információfeldolgozásban. Amikor azonban az koncentráció túl magasra kerül, plakkként rakódnak le az idegsejtek között. Az APP prekurzornak két versengő hasítási útja van. Az APP-t vagy az alfa-szekretáz vízoldható komponensekre, vagy a béta- és gamma-szekretáz béta-amiloidokra bontja. Mindkét reakció egyensúlyban van egymással. Amikor ez egyensúly a második lebomlási út javára tolódik el, Alzheimer kór alakul ki. Számos mutációt fedeztek fel okként. A béta-szekretázra ható mutációk azonban nem játszanak szerepet. Többek között a genetikailag módosított APP fokozott kockázat lehet a Alzheimer kór. Az APP fehérjét kódolja a gén a 21. kromoszómán. Így ennek egy mutációja gén tud vezet az Alzheimer-kórhoz. Down-szindróma szintén nagyobb a valószínűsége a kialakulásának demencia szenilis plakkok alapján. Itt a koncentráció az APP fehérje szintje megnő, mert a 21. kromoszóma háromszor van jelen. Összességében a betegség oka még nem teljesen tisztázott. A genetikai tényezők mellett az agy gyulladásos folyamatai, a prionokkal történő fertőzések, cukorbetegség, emelkedett koleszterin szintekről, traumákról vagy környezeti hatásokról is szó esik. Felvetődött például, hogy nőtt alumínium az élelmiszerekben lévő koncentrációk Alzheimer-kórt okozhatnak. Végső soron azonban a betegség előfeltétele mindig a szenilis amiloid plakkok képződése a béta-amiloidokból. Az Alzheimer-kórra a progresszív jellemző demencia. A kognitív teljesítmény csökken, és a napi tevékenységek kezelése egyre nehezebbé válik. Eddig a betegség gyógyító kezelése nem lehetséges. Csak a betegség folyamatát lehet lassítani. Jelenleg az úgynevezett béta-szekretáz inhibitorok kifejlesztésére törekszenek. Ezek szerek amelyek gátolják a béta-szekretáz aktivitását annak érdekében, hogy megállítsák a betegség folyamatát Alzheimer-kórban. Eddig nincsenek béta-szekretáz inhibitorok a piacon. A megfelelő gyógyszerfejlesztés még mindig korai szakaszban van. Így általános becslések szerint az Alzheimer-kór elleni gyógyszer bevezetése legkorábban csak 2018-ban várható.
