Beeta sekretaas

Beeta sekretaas kuulub proteaasi perekonda. Ta osaleb beeta-amüloidi moodustamises, mis võtab olulisi ülesandeid teabe edastamisel ajus. Samal ajal mängivad beeta sekretaas ja beeta amüloid olulist rolli Alzheimeri tõve arengus.

Mis on Beta Secretase?

Beeta sekretaas kuulub proteaaside rühma, mis lõhendab valke teatud punktides. See asub endoplasmaatilise retikulumi membraanis ja Golgi aparaadis. Nende aktiivne keskus sisaldab kahte aspartaadi jääki.

See aktiivne keskus asub ekstra membraani piirkonnas. Beeta sekretaasi nimetatakse ka aspartaatproteaasiks. Aktiivsel kujul on see dimeer. Lisaks beeta-sekretaasile on ka alfa- ja gamma-sekretaasi. Kõik kolm proteaasi lagundavad valku APP (amüloidne prekursorvalk). Beeta-amüloidid moodustuvad beeta- ja gamma sekretaasi ajal. APP täpne funktsioon pole veel teada. Tundub, et amüloididel on oluline roll teabe edastamisel. Tuntuim on aga see, et beeta-amüloididel on oluline roll Alzheimeri tõve tekkes. Neid saab ajus ladestada amüloidnaastudena.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Beeta sekretaasi funktsioon on APP valgu lagundamine beeta amüloidideks. On olemas kaks beeta-amüloidi, mida nimetatakse amüloid-beeta 40 ja amüloid-beeta 42. Need on loodud kahe ensüümi beeta-sekretaasi ja gamma-sekretaasi abil. Beeta-amüloididel on antimikroobne toime.

Samal ajal osalevad nad närvikiudude müeliinkestade ehitamisel. Kuid amüloidid on ka neurotoksilised. Nad moodustavad ajus niinimetatud amüloidnaastu, mis võib põhjustada Alzheimeri tõbe. Need toksilised naastud tekivad alles siis, kui beeta-sekretaas lõhustab APP valku. Alfa sekretaasi poolt jagunemisel moodustuvad vees lahustuvad valgud, mis ei moodusta naastusid. Teatud kogus beeta-amüloide on aga vajalik neuronitele teabe edastamiseks. Teaduslikud uuringud on isegi näidanud, et beeta-amüloididel on ajus teabe edastamisel keskne roll. Protsesside mehhanism pole veel piisavalt teada.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Beeta sekretaas sisaldub igas keharakus transmembraanse komponendina endoplasmaatilises retikulumis ja Golgi aparaadis. Normaalse ainevahetuse korral toodab ta pidevalt beeta-amüloide, lõhustades APP antimikroobse kaitse tagamiseks. Beeta-amüloide seal ei ladestu. Enamik valku APP eendub rakust. Väiksem osa on lahtris. See on niinimetatud transmembraanne molekul.

Lisaks beeta-sekretaasile lõhestab alfa-sekretaas valgu APP ka väiksemateks, mitte-amüloidseteks molekulideks, mis on siiski vees lahustuvad ja ei ladestu kuhugi. Erinevalt beeta-amüloididest on alfa-amüloidide moodustatud valkudel neuroprotektiivsed omadused. Nad kaitsevad aju neurotoksiliste naastude eest. Kui APP valk jaotatakse beeta-sekretaasi abil, jaotatakse esmalt ära ka vees lahustuv osa. Seejärel jaotatakse järelejäänud molekul teise sammuna gamma sekretaasi poolt beeta-amüloidiks ja APP rakusiseseks domeeniks.

Haigused ja häired

Beeta-sekretaasi roll seoses Alzheimeri tõve arenguga on hästi teada. Kui beeta-amüloidide kontsentratsioon on suurenenud, võivad need ladestuda ajus amüloidnaastudena. See põhjustab neuronite surma ja seega aju atroofiat.

Seniilsete naastude tekkimise mehhanism pole veel täielikult teada. Beeta-amüloididel on organismis olulised funktsioonid. Eelkõige mängivad nad keskset rolli teabe töötlemisel. Kui nende kontsentratsioon muutub liiga kõrgeks, ladestuvad nad neuronite vahel naastudena. Eellase APP tükeldamiseks on kaks konkureerivat teed. APP jaotatakse kas vees lahustuvateks komponentideks alfa sekretaasi abil või beeta amüloidideks beeta ja gamma sekretaasi poolt. Mõlemad reaktsioonid on üksteisega tasakaalus. Kui see tasakaal nihkub teise lagunemistee kasuks, areneb Alzheimeri tõbi.

Avastati mitu mutatsiooni. Kuid beeta-sekretaasi mõjutavad mutatsioonid ei mängi rolli. Muu hulgas võib geneetiliselt muundatud APP suurendada Alzheimeri tõve riski. APP valku kodeerib geen 21. kromosoomis. Selle geeni mutatsioon võib põhjustada Alzheimeri tõbe. Downi sündroomil on ka seniilsete naastude põhjal suurenenud tõenäosus dementsuse tekkeks. APP valgu kontsentratsioon on siin suurenenud, kuna 21. kromosoom on kohal kolm korda. Üldiselt pole haiguse põhjus veel täielikult teada. Lisaks geneetilistele teguritele käsitletakse ka aju põletikulisi protsesse, prioonidega nakatumist, diabeeti, kõrget kolesteroolitaset, traume ja keskkonnamõjusid.

On väidetud, et suurenenud alumiiniumi kontsentratsioon toidus võib põhjustada Alzheimeri tõbe. Lõppkokkuvõttes on haiguse seisundiks aga seniilsete amüloidnaastude moodustumine beeta-amüloididest. Alzheimeri tõbe iseloomustab kasvav dementsus. Kognitiivne jõudlus väheneb ja igapäevaste tegevustega on järjest raskem hakkama saada.

Haiguse ravi pole veel olnud võimalik. Ainult haigusprotsessi saab aeglustada. Praegu tehakse jõupingutusi niinimetatud beeta-sekretaasi inhibiitorite väljatöötamiseks. Need on ravimid, mis pidid pärssima beeta sekretaasi aktiivsust, et peatada Alzheimeri tõve haigusprotsess. Siiani pole turul beeta-sekretaasi inhibiitoreid. Vastav ravimite väljatöötamine on alles algusjärgus. Üldiste hinnangute kohaselt on Alzheimeri tõve vastase ravimi kasutuselevõtmist oodata kõige varem 2018. aastast.