בטא-סיקרטאז: פונקציה ומחלות

בטא-סיקרטאז שייך למשפחת הפרוטאז. זה מעורב בהיווצרות בטא עמילואיד, הממלא תפקידים חשובים בהעברת מידע ב מוֹחַ. יחד עם זאת, בטא-סיקרטאז ובטא-עמילואיד ממלאים תפקידים חשובים בפיתוח אלצהיימר המחלה.

מה זה בטא-סיקרטאז?

בטא-סיקרטאז שייך לקבוצת הפרוטאזות המתפרקות חלבונים באתרים ספציפיים. הוא ממוקם בקרום של הרטיקולום האנדופלזמי והמנגנון של גולגי. האתר הפעיל שלו מכיל שני שאריות אספרטט. אתר פעיל זה ממוקם באזור הממברנה החוץ-קרומית. בטא-סיקראטאז מכונה גם פרוטאז אספרטט. בצורתו הפעילה הוא מייצג דימר. בנוסף לבטא-סיקרטאז, יש גם אלפא-וגמא-סיקראטאז. כל שלושת הפרוטאזות מפלגות את החלבון APP (חלבון קודמן עמילואידי). בטא וגמא סיקרטאז מייצרים עמילואידים בטאיים. הפונקציה המדויקת של APP עדיין לא ידועה. עם זאת, נראה כי עמילואידים ממלאים תפקידים חשובים בהעברת המידע. מה שידוע יותר, עם זאת, הוא כי בטא עמילואידים ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות אלצהיימר מַחֲלָה. ניתן להפקידם כפלטות עמילואיד ב מוֹחַ.

פונקציה, אפקטים ותפקידים

תפקידו של בטא-סיקרטאז הוא לפרק את ה- APP החלבוני לבטא-עמילואידים. ישנם שני בטא-עמילואידים, המכונים עמילואיד-בטא 40 ועמילואיד-בטא 42. הם נוצרים בעזרת שניים אנזימים בטא-סיקרטאז וגמא-סיקרטאז. לטא עמילואידים השפעה מיקרוביאלית. במקביל, הם מעורבים ביצירת מעטפות המיאלין של סיבי העצבים. עם זאת, העמילואידים הם גם רעילים עצביים. הם יוצרים את מה שמכונה לוחות עמילואידים ב מוֹחַ, שיכול עוֹפֶרֶת ל אלצהיימר מַחֲלָה. עם זאת, רובדים רעילים אלה נוצרים רק כאשר חלבון ה- APP מנותק לראשונה על ידי בטא-סיקרטאז. כאשר הוא נבקע על ידי אלפא-סיקרטאז, מַיִם-מָסִיס חלבונים נוצרים שאינם יוצרים לוחות. עם זאת, כמות מסוימת של בטא עמילואיד נחוצה להעברת מידע לנוירונים. מחקרים מדעיים אף הראו כי בטא עמילואידים ממלאים תפקיד מרכזי בהעברת המידע במוח. עם זאת, מנגנון התהליכים עדיין לא מובן היטב.

גיבוש, התרחשות, תכונות ורמות אופטימליות

בטא-סיקראטאז קיים בכל תאי גוף כמרכיב טרנס-ממברני ברשתית האנדופלזמית ובמנגנון גולגי. זה מייצר כל הזמן בטא עמילואידים בחילוף החומרים הרגיל על ידי ביקוע APP להגנה אנטי מיקרוביאלית. בתצהיר בטא-עמילואיד אין שם. רוב חלבון ה- APP בולט מהתא. החלק הקטן יותר נמצא בתוך התא. זו מה שמכונה מולקולה טרנסממברנית. בנוסף לבטא-סיקרטאז, אלפא-סיקראטאז גם חותך את ה- APP החלבוני לכדי שאינם עמילואידים קטנים יותר. מולקולות, אבל אלה כן מַיִם מסיסים ואינם מופקדים בשום מקום. בניגוד לבטא-עמילואידים, ה- חלבונים נוצרים על ידי אלפא עמילואידים בעלי תכונות נוירו-מגן. הם מגנים על המוח מפני פלאקים עצביים. במהלך מחשוף של חלבון ה- APP על ידי בטא-סיקרטאז, א מַיִםשבר מסיס הוא גם ביקוע תחילה. ואז, כצעד שני, המולקולה השיורית נבקעת על ידי גמא-סיקרטאז לתוך בטא-עמילואיד והתחום התוך-תאי של APP.

מחלות והפרעות

תפקיד בטא-סיקרטאז בהתפתחות מחלת אלצהיימר ידוע. כאשר ריכוז של בטא עמילואידים הוא מוגבה, הם יכולים להיות מופקדים כמו לוחות עמילואידים במוח. זה מוביל למוות של נוירונים ובכך לניוון המוח. מנגנון הפיתוח של הלוחות הסניליים עדיין לא הובהר במלואו. לטא עמילואידים תפקידים חשובים באורגניזם. בפרט, הם ממלאים תפקיד מרכזי בעיבוד המידע. עם זאת, כאשר שלהם ריכוז הופך גבוה מדי, הם מופקדים כרובדים בין נוירונים. ישנם שני מסלולי מחשוף מתחרים של קודמת ה- APP. APP מתפרק על ידי אלפא-סיקרטאז לרכיבים מסיסים במים או על ידי בטא וגמא-סיקרטאז לבטא-עמילואידים. שתי התגובות נמצאות בשיווי משקל זו בזו. כשזה לאזן מועבר לטובת מסלול ההשפלה השני, מחלת אלצהיימר מתפתח. כמה מוטציות התגלו כגורם. עם זאת, לא מוטציות שמשפיעות על בטא-סיקרטאז ממלאות תפקיד. בין דברים אחרים, יישום ששונה מבחינה גנטית יכול להפוך לסיכון מוגבר מחלת אלצהיימר. חלבון ה- APP מקודד על ידי a גֵן על כרומוזום 21. לפיכך, מוטציה לכך גֵן יכול עוֹפֶרֶת למחלת אלצהיימר. תסמונת דאון יש גם סבירות מוגברת להתפתחות דמנציה מבוסס על לוחות סנילים. הנה ה ריכוז של חלבון ה- APP מוגבר מכיוון שכרומוזום 21 קיים שלוש פעמים. בסך הכל, טרם הובהר סיבת המחלה. בנוסף לגורמים גנטיים, תהליכים דלקתיים במוח, זיהומים עם פריונים, סוכרת, מוגבה כולסטרול נדון גם ברמות, טראומה או השפעות סביבתיות. הוצע, למשל, כי גדל אלומיניום ריכוזים במזון עלולים לגרום למחלת אלצהיימר. אולם בסופו של דבר, התנאי למחלה הוא תמיד היווצרות של לוחות עמילואידים סניליים מבטא עמילואידים. מחלת אלצהיימר מאופיינת בהדרגה דמנציה. הביצועים הקוגניטיביים יורדים והפעילויות היומיומיות הופכות לקשות יותר ויותר לניהול. עד כה, טיפול מרפא במחלה אינו אפשרי. רק ניתן להאט את תהליך המחלה. נכון לעכשיו נעשים מאמצים לפתח מה שמכונה מעכבי בטא-סיקראטאז. אלו הם תרופות המעכבים את פעילות בטא-סיקרטאז במטרה לעצור את תהליך המחלה במחלת האלצהיימר. עד כה אין בשוק מעכבי בטא-סיקרטאז. התפתחות התרופות המקבילה עדיין נמצאת בשלב מוקדם. לפיכך, על פי הערכות כלליות, השקת תרופה נגד אלצהיימר לא צפויה לכל היותר לשנת 2018.