Abstrakt

Peptydowe produkty degradacji białka APP (Amyloid Precursor Protein, APP), to najważniejsze białka w patofizjologii choroby Alzheimera (Alzheimer’s disease, AD). Choć dobrze już poznane, jednak nadal budzą zainteresowanie i są przedmiotem intensywnych i wszechstronnych badań. Podobnie samo białko APP, a zwłaszcza jego funkcje, nadal pozostają enigmatyczne, co oddaje jego druga nazwa „the All Purpose Protein”, tj. białko do wszystkich celów. W pracy przedstawiono problematykę peptydowychproduktów trawienia białka APP, formowanych na szlaku amyloidogennym i antyamyloido- gennym (nieamyloidogennym), tj. – jak dotąd – rozpoznawane peptydy, w tym typu Aβ, a także produkty nowych, alternatywnych wobec klasycznych szlaków trawiennych APP: peptydy N-APP, N-terminalne, krótkie, tzw. okaleczone, ułomne (trunctated) fragmenty Aβ’, czy produkty szlaku niezależnego od γ-sekretazy, gdzie trawienie odbywa się wyłącznie dzięki kombinowanemu współdziałaniu α- i β-sekretaz, a także produkty trawienia z zaangażowaniem kaspaz. Wszystkie wymienione peptydy są obecne w CSF, ISF w surowicy krwi i w moczu chorych na AD, co ma ogromne znaczenie diagnostyczne. Produkty trawienia domeny AβT (Aβ total), tj. sekwencji aminokwasowej całkowitego fibrylującego fragmentu białka APP, a zwłaszcza nowo odkrywane liczne, amyloidogenne postaci, ze względu na biologię i naturę fizykochemiczną, są w centrum podstawowych badań eksperymentalnych. Peptydy te są także przedmiotem badań diagnostycznych, gdyż budzą nadzieję na stworzenie lepszych metod ich detekcji, a być może i metod terapeutycznych AD.

Wstęp

W patofizjologii choroby Alzheimera podstawowe wydaje się białko prekursorowe amyloidu APP. Coraz więcej wiadomo o jego metabolizmie w komórce i roli fizjologicznej w organizmie. Choć jest wykrywane w bardzo małym, bo zaledwie pikomolarnym stężeniu, to jednak jest obecne we wszystkich komórkach i wiadomo, że pełni ważne, ale nierozpoznane jeszcze funkcje fizjologiczne w organizmie [9,10].

Nie poznano jeszcze biologii i fizykochemii licznych i różnorodnych produktów degradacji tego białka. Wiele wiadomo o peptydach, a także na temat stosunkowo dobrze rozpoznanych i uznanych za klasyczne szlaków biodegradacji białka APP z zaangażowaniem enzymów zwanych sekretazami. Szlaki biodegradacji, choć poznane, to jednak ciągle, jak się okazuje, są nie w pełni rozpoznane. Odkrywane są nowe, alternatywne drogi trawienia APP, które są nie mniej ważne od dróg klasycznych. Także produkty degradacji białka APP przez sekretazy są przedmiotem intensywnych i wszechstronnych badań, zwłaszcza, że liczne, nowo odkrywane, jak np. N-końcowe, krótsze fragmenty peptydu Aβ1-42, tj. Aβ2- 42 czy Aβ3-42 także są formowane i podobnie jak białko prekursorowe APP też pełnią ważne, ale nierozpoznane funkcje fizjologiczne w organizmie. Pochodzenie tych peptydów nie jest dokładnie wyjaśnione, ale wiadomo, że neurony, komórki mikrogleju czy astrocyty cechuje indywidualne spektrum formowanych peptydów, co wskazuje na rolę także innych niż neurony, komórek, w rozwoju choroby AD [23,37].

Powstające peptydy występują w organizmie w różnej postaci fizykochemicznej, w zależności od warunków środowiskowych w jakich znajdzie się uwalniany z prekursora krótszy peptyd. W warunkach fizjologicznych, jako rozpuszczone w płynach ciała monomery np. płynie mózgowo-rdzeniowym (Cerebrospinal Fluid, CSF), płynie śródmiąższowym (Interstitial Fluid, ISF), surowicy czy ostatecznie w moczu, mogą funkcjonować jako cząsteczki aktywne i pełnić ważne funkcje w organizmie [24,39]. W patologicznie zmienionych warunkach środowiskowych komórki (pH, obecność i stężenia różnych jonów, temperatura) peptydy, ze względu na budowę aminokwasową, mogą formować wielkocząsteczkowe struktury o charakterze agregatów, z których, wysoce uporządkowane i dobrze zorganizowane, zwane fibrylami, także się umiejscawiają w różnych miejscach mózgu, w tym w obrębie mózgowych naczyń krwionośnych. To one przede wszystkim są ważnym czynnikiem towarzyszącym różnym schorzeniom, a zwłaszcza chorobom neurodegeneracyjnym [10,28].

Bogactwo nowych, odkrywanych peptydowych produktów trawienia białka APP, w tym innych form niż rozpoznawane jak dotąd peptydy w grupie peptydów typu Aβ, sprawia, że coraz częściej pojawia się pytanie o konieczność zrewidowania obecnego modelu rozwoju choroby AD, a zwłaszcza roli istotnych dla jej rozwoju różnych peptydów ujawnianych w CSF, ISF czy w surowicy chorych. W pracy podjęto próbę przedstawienia tego tematu.

Białko prekursorowe amyloidu i funkcje app

Postacią prekursorową peptydów typu Aβ jest białko APP – transmembranowa proteina o masie 120 kDa o nierozpoznanej jeszcze dokładnie funkcji. Białko należy do nadrodziny wysoce konserwatywnych ewolucyjnie białek APP, na którą składają się, oprócz białka APP, także białka podobne do APP (APP-like proteins, APLP), którymi u człowieka są białka APLP1 i APLP2, a u myszy Aplp. Homologi białka APP u muszki owocowej (Drosophila melanogaster) i u hermafrodycznego nicienia (Caenorhabditis elegans) noszą skróty odpowiednio: APPL (Appl) i APL-1 (apl-1). Są to transmembranowe proteiny typu I o stosunkowo dużej, konserwatywnej domenie zewnątrzkomórkowej i krótkim odcinku cytoplazmatycznym. Mają podobny, wspólny plan budowy [18,20,36,50].

Białko APP występuje w kilku izoformach, formowanych w wyniku różnego składania 18 eksonów (splicingu), z których jest zbudowany stosunkowo krótki gen APP, u człowieka zlokalizowany na chromosomie 21 (21q21.2) i liczący 240 kpar zasad. Izoformy te różnią się liczbą aminokwasów budujących APP i budową cząsteczki białka [6,19,48,49].

Trzy najczęściej występujące izoformy białka APP to: APP770, APP751 i najliczniejsza w neuronach, postać APP695. Pozostałe dwie wymienione postaci białka APP także występują w mózgu, ale w innych, poza neuronami, komórkach, np. w komórkach mikrogleju oraz w astrocytach i w mniejszej ilości niż APP695. W neuronach APP obecne jest niemal we wszystkich strukturach komórki, łącznie z jądrem komórkowym [35]. W komórkach mózgu (cortex) mRNA tych trzech postaci wystę- puje odpowiednio w proporcjach: 1: 10: 20 [36]. Dwie pierwsze izoformy ulegają ekspresji także we wszystkich innych komórkach organizmu, choć głównie w komórkach serca, śledziony, nerek czy mięśni szkieletowych [6]. Białko APP770 budową przypomina białko APLP2, a białko APP695 jest podobne do białka APLP1 [7,17,36,53]. Mniej powszechną izoformą APP jest L-APP i APP639, które nie mają odpowiednio sekwencji eksonu 15 czy sekwencji eksonów 2, 7 i 8. Białko L-APP jest obecne w leukocytach i komórkach mikrogleju, a APP639 w komórkach płodowych, a u dorosłych wyłącznie w komórkach wątroby [5]. Inne rozpoznane izoformy, tj. APP752, APP733, APP714,. APP696, APP677 nie występują tak często [17].

N-końcowy fragment APP (N-terminal fragment of APP, NTF) to domena wysoce konserwatywna. Tworzy około 88% neuronalnej izoformy APP695 i jest skierowana do przestrzeni zewnątrzbłonowej, a C-końcowy fragment (C-terminal fragment, CTF) tkwi w cytosolu komórki [5,6,14,15]. Podobne umiejscowienie w komórce mają inne, dłuższe izoformy APP, które różnią się od formy najkrótszej budową cząsteczki białka. Na cząsteczkę izoformy dłuższej APP, tj. APP770 i APP771 składa się kilka domen. Od N-końca APP, są to w kolejności: stosunkowo duża ektodomena, w obrębie której znajduje się – jako region między 95 a 110 aminokwasem – globularna, obdarzona wysoce dodatnim ładunkiem i bogata w reszty cysteiny, domena E1, która odpowiada m.in. za wiązanie egzogennej heparyny do APP, jako czynnika indukują- cego proces formowania i usuwania czynników amyloidotwórczych. Ta część białka APP, wiążąc fibulinę-1 macierzy zewnątrzkomórkowej, hamuje udział rozpuszczalnej postaci APP w procesie proliferacji i wzrostu neuralnych komórek macierzystych [6]. Następny odcinek to 56-aminokwasowa tzw. domena Kunitza (Kunitz protease inhibitor, KPI), której obecność powoduje zahamowanie funkcji proteaz serynowych, takich jak trypsyna czy chymotrypsyna. Kolejna kwaśna, helikalna domena E2 warunkuje dimeryzację APP, wiązanie heparyny, a także wiązanie jonów metalu. W jej obrębie są ulokowane aminokwasy istotne w procesie fibrylacji. Po niej jest domena tworząca część transmembranową, która odpowiada za homodimeryzację i za wiązanie cholesterolu do APP (TMD). Białko APP wykazuje zdolność do samoasocjacji i do formowania bardziej złożonych oligomerów [4]. Ostatnia część to stosunkowo krótka, wysoce konserwatywna C-końcowa wewnątrzkomórkowa, cytoplazmatyczna domena, z licznymi miejscami podlegającymi fosforylacji i zawierająca także swoistą sekwencję YENPTY, która odpowiada za ukierunkowanie przemieszczania i transport APP w komórce (trafficking), a także proces endocytozy tego białka [5,6,18,26].

W badaniach in vitro wykazano, że dłuższe izoformy białka APP, tj. APP751.i APP770, zawierające domenę Kunitza, są bardziej amyloidogenne niż neuronalna izoforma krótsza APP695, niezawierająca tej domeny. Newralgiczne dla procesu fibrylacji aminokwasy, tworzące fibrylujący obszar Aβ, są ulokowane w obrębie C-końca domeny E2 białka APP, i są kodowane przez eksony 16 i 17 genu APP. Białko APP jest jedynym w nadrodzinie do której należy, zawierające tę fibrylującą sekwencję [5,6,17,18].

Całkowity rozmiar tego fragmentu w cząsteczce białka APP nadal jest przedmiotem badań i w literaturze nie jest bezpośrednio określony, choć wyznaczono jego masę, która wynosi około 4 kDa [50]. W piśmiennictwie ta aminokwasowa sekwencja jest różnie określana, np. jako: Aβ-amyloid, β-amyloid, A4-amyloid, βA4 amyloid. Niestety, nazwy te nie są jednak konsekwentnie stosowane przez autorów prac, co wprowadza niepotrzebne zamieszanie terminologiczne. Zaproponowana w piśmiennictwie nazwa „całkowity Aβ” (Aβ total, AβT) wydaje się właściwa i jest stosowana w tej pracy dla peł- nej wersji peptydu Aβ, która ulega dalszym etapom trawienia komórkowego [17].

Na podstawie analizy genu APP oszacowano jedynie, że zdolny do fibrylacji fragment może liczyć 50 aminokwasów, choć nie jest to wartość ostateczna, na co wskazują badania produktów trawienia tego fragmentu APP, które mogą być dłuższe i liczyć np. 51 aminokwasów [17,19,38]. Około 2/3 fragmentu AβT leży od strony N-końca APP poza błoną komórkową, a około 1/3 (np. 12 aminokwasów peptydu Aβ1-42) wewnątrz domeny, w obrębie błony komórkowej (części transmembranowej) APP [5].

Nazwa nadana białku APP – prekursor amyloidu komórki – eksponuje udział produktów jego degradacji w procesie amyloidogenezy i podkreśla ich rolę głównie w rozwoju choroby AD, ale nie oddaje ani jego fizjologicznej roli w komórce, ani jego znaczenia w skali organizmu czy to w procesach fizjologicznych, czy patologicznych.

Jako glikoproteina transbłonowa białko to pełni zapewne liczne, ale nierozpoznane funkcje fizjologiczne. Dlatego też akronim APP można postrzegać także jako wyrażenie złożone z pierwszych liter słów: „the All Purpose Protein”, tj. białko do wszystkich celów [35].

Białko zawiera domenę wiążącą metal, np. jony miedzi, a jego aktywność ferrooksydacyjna przypomina funkcję, jaką pełni ceruloplazmina w transporcie jonów miedzi. Przypuszcza się, że białko to transportuje także jony żelaza na zewnątrz neuronu. Jeszcze inne koncepcje sugerują funkcje adhezyjne tego białka i rolę APP jako inhibitora proteaz serynowych. Izoformy APP z domeną Kunitza dominują we krwi i, być może, uczestniczą w procesach koagulacji. APP w formie proteoglikanu, z przyłączoną resztą siarczanu hondroityny, jako tzw. appican, jest odnajdywany w komórkach gleju, ale nie w neuronach. Przypisuje się tej cząsteczce także rolę w regulacji wzrostu komórek. Ostatnio, sugeruje się także udział APP w procesach wzrostu, różnicowania w procesach regulujących proliferację komórek progenitorowych mózgu, ale także i w procesach karcynogenezy. Gen APP stanowi tarczę aktywności androgenów i jest istotny w rozwoju nowotworów stercza, jelita czy trzustki [5,36].

Produkty trawienia białka app – pochodzenie fibrylujących peptydów

W pełni uformowane białko APP jest transportowane i umiejscowione w błonie komórki, po czym lokalnie następują akty jego trawienia [35]. Drogi degradacji białka APP nie są w pełni poznane, ale wydaje się, że jest ich przynajmniej kilka. Jedna z dróg, stosunkowo dobrze poznana i najistotniejsza dla formowania fibrylujących peptydów Aβ i dla rozwoju AD, to klasyczny szlak, w którym białko APP jest trawione przez enzymy nazwane sekretazami. Nazwa odzwierciedla fakt, że produkty aktywności enzymów są usuwane na zewnątrz komórki – podlegają procesowi sekrecji (secrete). Sekretazy trawią nie tylko APP, ale także wiele innych białek w komórce [12,15].

Obecnie wiadomo, że nie jest to jedyna droga metabolizmu APP, gdyż jak stwierdzono, istnieją różniące się od klasycznych, sekretazozależnych (secretase-dependent), inne mechanizmy działania sekretaz, a także alternatywne, niezależne od sekretaz (secretase-independent) szlaki jego degradacji. Ich znaczenie w formowaniu amyloidogennych produktów istotnych z punktu widzenia AD jest prawdopodobnie nieznaczne, choć nie jest jeszcze dokładnie poznane [15,21,37].

Klasyczny szlak trawienia app przez sekretazy

W wyniku proteolitycznego trawienia białka APP, w obrębie zewnątrzkomórkowej (lumenal) N-końcowej domeny, przez sekretazę alfa (α-sekretase) bądź sekretazę-beta (β-sekretase) powstają dwa rozpuszczalne N-końcowe produkty sAPPα i sAPPβ, a także dwa C-końcowe fragmenty APP (carboxy-terminal fragment, CTF), związane z błoną komórkową. Sugeruje się, że w warunkach fizjologicznych, peptyd sAPPα pełni funkcje neurotopowe i neuroprotekcyjne, a sAPPβ działa proapoptotycznie [25].

Podczas gdy w neuronach dominuje szlak trawienny β-sekretaz, to w komórkach nieneuronalnych przeważa aktywność α-sekretaz [13]. Ważne w procesie trawienia APP jest miejsce, w którym następuje cięcie czą- steczki białka przez α- i β-sekretazy. Trzecią sekretazą uczestniczącą w trawieniu APP jest gamma sekretaza (γ-sekretase), która stanowi kolejne, po α- czy β–sekretazie, ogniwo na szlaku trawienia APP. Choć jest enzymem działającym w tym samym kompartmencie komórki, to jednak aktywnym odmiennie, zarówno przestrzennie, jak i czasowo, od α- i β-sekretaz [35].

Antyamyloidogenny szlak trawienia APP

Alfa-sekretazy to metaloproteinazy cynkowe należące do rodziny ADAM (disintegrin and metalloproteinase). Jako α-sekretazy funkcjonują liczne enzymy z tej rodziny, np. ADAM9, ADAM10, ADAM17 (określana także jako tumour necrosis factor alpha (TNF-α) converting enzyme TACE) i MDC-9, a także proteaza aspartylowa (aspartyl protease) BACE2 (β-amyloid cleaving enzyme 1, BACE2). Najważniejszy dla neuronalnego trawienia APP wydaje się ADAM10 [25,26,50,57].

Białko APP może zostać przecięte przez α-sekretazę w obrębie sekwencji aminokwasowych pozabłonowego odcinka peptydu Aβ, tj. między aminokwasem 16, któ- rym jest lizyna, a aminokwasem 17, którym jest leucyna. W procesie trawienia APP przez α-sekretazę, zostaje uwolniony pozamembranowy peptyd APP CTF (αCTF), który tylko częściowo obejmuje przecięte już sekwencje zdolne do fibrylacji. Zniszczeniu ulegają sekwencje Aβ wymagane do procesu fibrylacji [26]. Bardziej odpowiednia więc wydaje się nazwa dla tej drogi trawienia: szlak antyamyloidogenny niż szlak nieamyloidogenny, choć w piśmiennictwie częściej spotyka się ten drugi termin [15].

W przypadku izoformy neuronalnej APP695 skutkiem trawienia APP przez α-sekretazę jest rozpuszczalny peptyd o długości 594 aminokwasów i masie 68 kDa (sAPPα695) i C-końcowy fragment o długości 101 aminokwasów. Natomiast skutkiem trawienia izoformy APP770 przez α-sekretazę w pozycji Lys687 i Leu688 jest 83-aminokwasowy peptyd αCTF, określany skrótem C83 o masie 10 kDa (sAPPα 770).

W dalszej kolejności C-końcowy fragment C-83 podlega trawieniu przez heterotetrameryczny kompleks enzymatyczny, który nazwano γ-sekretazą, składający się z czterech integralnych białek membranowych, tj.: peseniliny, nicastyny Aph1 i Pen-2. Do swej aktywności γ-sekretaza wymaga obecności wielu białek: tzw. presenilin (PS), tj. PS1 i PS2, nikastryny, białek wzmacniają- cych preseniliny (presenilin enhancer-2) i białka APH1 (anterior pharynks-defective-1). Jego aktywność jest podobna do aktywności sekretaz. Nikastryna odpowiada za regulację kolejnego białka, zależnej od cynku metaloproteazy, zwanej neprylizyną (neprilysin, NEP) [16,34].

Kompleks γ-sekretazy jest aktywny w obrębie hydrofobowego wnętrza błony komórkowej i może ciąć peptyd wielokrotnie, działając w różnych miejscach domeny transmembranowej, oddalonych od siebie o 2-3 aminokwasy. Miejsca te są określone jako ε, ζ i γ [8,15]. Powstaje niepatogenny, okaleczony peptyd Aβ w postaci krótkiego odcinka p3 o masie 3 kDa, umiejscowiony wewnątrz błony komórkowej i cytoplazmatyczny, wewnątrzkomórkowy odcinek białka APP nazwany AICD (APP Intracellular Domain, AICD).

Aktywnością zbliżony do aktywności α-sekretazy jest także enzym określany skrótem BACE2 (β-amyloid cleaving enzyme 2, BACE2), który w 55% jest podobny do α-sekretazy BACE1 (β–amyloid cleaving enzyme 1, BACE1) i w około 25-30% wykazuje homologię aminokwasową z tym enzymem. Choć BACE2 ma aktywność β-sekretazy, to jednak lepiej działa w miejscach cięć przypisanych α-sekretazie niż β-sekretazie. BACE2 może trawić białko APP w środkowej części sekwencji AβT, bo między aminokwasami 19 a 20, którymi są dwie reszty fenyloalaniny (Phe), całkowicie niszcząc ten obszar. W efekcie jest formowany produkt podobny do p3 okre- ślany p3-like. W neuronach mózgu ekspresja BACE2 jest na dużo niższym poziomie niż BACE1. Białko to wystę- puje głównie w komórkach glejowych [2,57].

Amyloidogenny szlak trawienia APP

Beta-sekretaza BACE1 (β-amyloid cleaving enzyme 1, BACE1) to transmembranowa proteaza aspartylowa typu 1, określana także jako memapsina 2 lub jako Asp2. Aktywność β-sekretazy BACE1 wykazuje także, wspomniany już wcześniej, enzym BACE2, który jest jednak bardziej skuteczny jako α-sekretaza [15,57]. Choć BACE1 ulega ekspresji na najwyższym poziomie w komórkach trzustki, jelita, nerek, prostaty, łożyska czy tchawicy, na średnim w mózgu, a na bardzo niskim w innych tkankach organizmu, to jednak jego aktywność w mózgu jest najwyższa, przy znikomej aktywności w trzustce. Ten szlak trawienny białka APP dominuje w komórkach mózgu. W wyniku aktywności β-sekretazy, przy pierwszej asparaginie 1 (Asp1), w miejscu przed pierwszą pozycją aminokwasową całego, pełnego fragmentu Aβ, następuje odcięcie od białka APP peptydu C-99 [26,57]. Dlatego w tym fragmencie całkowicie zachowana pozostaje struktura peptydu AβT. Na pełny odcinek AβT składa się także odcinany przez α-sekretazy na szlaku antyamyloidogennym, membranowy fragment peptydu Aβ, tj. krótki peptyd p3 [5,21]. Skutkiem trawienia izoformy APP770 przez β-sekretazę w pozycji 671, którą jest metionina i w pozycji 672, którą jest asparagina, jest peptyd C99 o masie 12 kDa, (sAPPβ 770), obejmujący aminokwasy 672-770 białka APP [1,8,14,17,26]. Szlak trawienny prowadzony przez β-sekretazy, w pełni zachowując strukturę peptydu Aβ, może na skutek aktywności kolejno działających enzymów doprowadzić do formowania z pełnej, wyjściowej postaci prekursora peptydów Aβ licznych, krótszych peptydów pochodnych.

Należy podkreślić, że na powstające różnorodne peptydy typu Aβ, składają się aminokwasy, które ze względu na ich własności fizykochemiczne mogą nadawać peptydowi charakter i cechy peptydu fibrylującego. Potencjalnie drzemiąca w peptydzie skłonność do jego fibrylacji może, ale nie musi się ujawnić w postaci tworzonych fibryli. Zależy to od warunków środowiskowych, w jakich znajdzie się peptyd czy to w in vitro, czy in vivo, tzn. od stanu patologicznego lub fizjologicznego organizmu.

Należy zatem precyzyjnie określać i różnicować formowane peptydy Aβ i widzieć je z jednej strony jako formy pełniące różnorodne, ważne funkcje w stanie fizjologicznym, a z drugiej strony, należy widzieć je także jako formy potencjalnie zdolne do fibrylacji. Jednak formy te, w warunkach patologicznych, mogą zostać wprowadzone na szlak amyloidogenny i formować wysoko zorganizowane struktury, tj. fibryle, a ostatecznie plaki amyloidowe. To rozróżnienie form peptydów ma daleko idące implikacje dla zrozumienia ich biologii. Zdarza się bowiem, że obecne w nadmiarze w płynach, np. CSF, fibrylujące peptydy Aβ są toksyczne dla komórek, ale nie formują jednak plak amyloidowych [12,28]. Z tego względu szlak trawienny z udziałem β-sekretaz został nazwany szlakiem amyloidogennym [15]. Powstające różne formy należą do rodziny peptydów Aβ, ale precyzyjnie charakteryzuje je długość, czyli liczba odcinanych z dłuższego peptydu wyjściowego krótszych sekwencji aminokwasowych budujących poszczególne peptydy [26]. To właśnie z peptydu C99, wskutek następującej aktywności kompleksu γ-sekretazy, jest odcinany z kolei peptyd AβT o masie 4 kDa, który pozostaje na zewnątrz komórki. Wskutek kolejnego cięcia przez γ-sekretazy także i w tym przypadku, podobnie jak na szlaku antyamyloidogennym, jest formowany krótki, C-końcowy, cytoplazmatyczny fragment AICD [8,15,26].

Fragment Aβ może być następnie trawiony i przecinany w różny sposób od strony C- bądź N-końca tej cząsteczki. W warunkach fizjologicznych od strony C-końca sekwencji AβT są odcinane przez γ-sekretazę peptydy omiędzy 37 a 43 aminokwasem. Powstają w ten sposób peptydy Aβ1-42, Aβ1-40 i liczne peptydy krótsze, np. Aβ1-37. Produktami są też peptydy 38-43-aminokwasowe, a czasami i dłuższe [8].

Wydaje się, że kompleks γ-sekretazy, mając do dyspozycji kilka miejsc swej aktywności, tj. ε, ζ i γ, działa wielokrotnie na sekwencje AβT. W zależności od miejsc cięć podąża szlakiem prowadzącym do najbardziej amyloidogennego peptydu Aβ1-42 (szlak Aβ42) bądź szlakiem wiodącym do peptydu Aβ1-40 (szlak Aβ40). Pierwszy szlak prowadzi do formowania fragmentu Aβ1-42, który obejmuje reszty 672-713 białka APP770 [52]. Na szlaku tym proponowane miejsca działania enzymu to tzw. cięcia typu epsilon, w pozycjach aminokwasów 51, 48, 45, 42, a następnie 39, 38 i 34. Jako kolejne, inne miejsca cięć proponuje się także pozycje 49, 51 czy 52, po któ- rych następują kolejne etapy skracające uwalniane peptydy do długości 42 aminokwasów, czyli peptydu Aβ1-42, a nawet uwalniając peptydy krótsze, bo liczące 38, 39 czy 34 aminokwasów [15,38].

Drugi szlak to droga enzymatyczna prowadząca do uwolnienia peptydu Aβ1-40, który stanowią reszty pomiędzy 672 a 711 aminokwasem białka APP770. Obszar obejmuje sekwencje aminokwasów rozpoczynającą się w pozycji pierwszej resztą asparaginy, a kończy w pozycji 40 resztą waliny [52,55]. Szlak Aβ40 obejmuje trawienie w pozycji najpierw 49, 46 i 43 i 40, a następnie w pozycji 34. Ten szlak trawienny może postępować dalej i cięcie może być dokonywane także między aminokwasem 38 i 37 peptydu Aβ [1,15,38].

Z grupy peptydów Aβ najdłuższa odnaleziona forma liczy 51, a najkrótsza 30 aminokwasów. Odnaleziono także inne peptydy Aβ, np. Aβ34-32 i Aβ34-31 (oznaczane jako Aβ30 i Aβ31). Także i one są wynikiem działania γ-sekretazy, co wskazuje na inne możliwe drogi trawienia [38].

Natomiast fragmenty odcinane od N-końca sekwencji AβT to N-końcowo modyfikowane, ułomne czy okaleczone (trunctated) formy w postaci peptydów Aβ3-42, Aβ11-40 i Aβ11-42. Przypuszczalnie powstają w komórkach mikrogleju i w astrocytach w przeciwieństwie do form pełnych, rozpoczynających się w pozycji pierwszej asparaginą, które głównie są formowane w neuronach [8,22,37]. Krótsze fragmenty AβT np. Aβ3-42 i Aβ11-42, modyfikowane kwasem piroglutaminowym (5-oksoprolina) także wydają się ważne w rozwoju choroby AD [11].

Czynniki warunkujące drogi trawienia APP przez sekretazy

Czynnikiem decydującym o aktywności α- bądź β-sekretaz i szlaku trawiennym jest wzajemna, przestrzenna kolokalizacja białka i enzymu w komórce, a to zależy od dostępności enzymu w przestrzeniach komórki. Istotne są tu mechanizmy regulujące transport APP i enzymów w komórce. W procesie formowania peptydów Aβ rolę odgrywają liczne organelle komórkowe. Wzrost stężenia APP, obniżony proces internalizacji białka sprzyja antyamyloidogennej ścieżce trawienia. Wzrost retencji APP w kwaśnych kompartmentach komórki, takich jak endosomy, sprzyja natomiast amyloidogennej drodze jego trawienia, co prowadzi do formowania peptydów Aβ [18].

Alternatywne drogi trawienia białka app

N-końcowe produkty trawienia APP; peptydy N-APP

W CSF osób zdrowych wykryto sześć nowych, N-koń- cowych produktów trawienia APP (N-APP), dla których wspólny jest 18 aminokwas, rozpoczynający wszystkie odcinane fragmenty APP. Nie mają 17-aminokwasowej sekwencji sygnałowej. Ich masę wyznaczono na około 12 kDa. Są to peptydy: APP(18-119), APP(18-121), APP(18- –122), APP(18-123), APP(18-124) i APP(18-126). Ich obecność w CSF wskazuje na istnienie nowych, nierozpoznanych jak dotąd dróg metabolizmu APP. Ich stężenie w CSF osób chorych na AD jest podniesione w porównaniu ze stężeniem w CSF osób zdrowych. Odpowiedź na pytanie czy staną się markerami diagnostycznymi AD wymaga dalszych badań [41,42].

Alternatywne szlaki trawienia domeny AβT

Inne miejsca aktywności β-sekretazy BACE1 – miejsca β’

Wiadomo, że BACE1, oprócz opisanego, klasycznego miejsca swej aktywności w pozycji 671 metionin i 672 asparagina (dla APP770), tj. przed pierwszą pozycją fragmentu AβT, może być aktywny także w miejscu określanym jako beta prim (β’ ). Miejscem tym w APP770 są aminokwasy w pozycji 681 metionina i 682 glutamina [37].

Działając w obrębie N-końca peptydu AβT między 10 a 11 aminokwasem, którymi są tyrozyna i glutamina, prowadzi do formowania N-terminalnych, krótkich fragmentów, tzw. okaleczonych czy ułomnych (trunctated) fragmentów Aβ’. Są to peptydy Aβ’11-40 czy Aβ’11-42. Ich potencjał fibrylogenny jest znacznie większy niż fragmentów typowych dla plak amyloidowych, tj. Aβ1- 42 czy Aβ1-40. Analiza mózgów osób chorych na AD, a zwłaszcza na autosomalną, wczesną postać AD, tzw. postać rodzinną (familial Alzheimer’s disease, FAD), dokonana post mortem, wykazała, że zawierają duże ilo- ści tych krótkich peptydów [26]. Ich rola i znaczenie dla rozwoju AD pozostaje do wyjaśnienia [12,21,26, 37,50]. Sugeruje się, że za formowanie tych licznych i różnorodnych N-końcowych wariantów fragmentu Aβ odpowiadają także: cyklaza glutaminylowa, katepsyny, meprina, neprylizyna, zasadowe białko mieliny, plazmina, enzym konwertujący angiotensynę i aminopeptydazy [2,37].

Szlak trawienia AβT niezależny od γ-sekretazy

Odkryto także nową, nieznaną jak dotąd, niezależną od γ-sekretazy, drogę trawienia APP. W CSF oprócz amyloidogennych form peptydów Aβ, takich jak Aβ1-42 czy Aβ1-40, znajdują się także inne, krótsze formy, takie jak: Aβ1-14, Aβ1- czy Aβ1-16, które, jak się wydaje, w procesie agregacji jednak nie uczestniczą. W peptydzie Aβ1-40 region między 10 a 14 aminokwasem tego peptydu nie ma sztywnej struktury warunkującej formowanie fibryli i nadającej cząsteczce piętno amyloidogenności, co sprawia, że pozostaje ona jako cząsteczka relatywnie bezstrukturalna. Krótsze sekwencje są zatem pozbawione aminokwasów formujących strukturę typu beta-sheet, czyli niezbędnych do formowania rdzenia amyloidogennego peptydu. Struktura peptydu między 1 a 16 aminokwasem nie może więc nadać peptydowi piętna amyloidogenności i nie stwarza warunków do fibrylacji. Wiadomo, że to reszty między aminokwasami 17 a 20 są niezbędne w procesie fibrylogenezy [43].

Wydaje się, że izoformy dłuższe od Aβ1-17 są formowane na szlaku zależnym od aktywności γ-sekretazy, a krótsze peptydów Aβ, tj. do pozycji 16, np. Aβ1-14 czy Aβ1-15, na szlaku od γ-sekretazy niezależnym. Ta droga, niezależna od aktywności γ-sekretaz, odbywa się wyłącznie dzięki kombinowanemu współdziałaniu α- i β-sekretaz. Byłby to nowy szlak metabolizmu peptydu AβT. Okazało się także, że stężenie peptydu Aβ1-16 w CSF osób chorych na AD jest podniesione w porównaniu ze stężeniem w CSF u osób zdrowych. Formowanie, zwłaszcza tego peptydu, wymaga dalszych badań, gdyż jak się okazuje, w konsekwencji zastosowania inhibitorów γ-sekretazy, peptyd ten nie jest jednak wykrywany, bo najprawdopodobniej nie jest obecny. Być może jego formowanie, na szlaku niezależnym od γ-sekretazy, następuje jednak w szczególnych, jeszcze nierozpoznanych, warunkach działania γ-sekretazy [43,44,45].

Kaspazy a trawienie APP

Wiadomo, że w degradacji APP oprócz sekretaz mogą uczestniczyć także kaspazy, zwłaszcza kaspaza-3, która trawi cytoplazmatyczny koniec białka APP695 w pozycji 664, gdzie znajduje się asparagina (Asp). Uwalniany zostaje fragment zbudowany z 31 aminokwasów C31. Uwalniane produkty odgrywają rolę w neurotoksyczno- ści peptydów Aβ [57].

Peptydowe produkty trawienia białka app

N-końcowe produkty trawienia APP

W CSF i mózgu ludzkim odnaleziono, odcinane od N-końca białka APP, fragmenty między 23 a 123 aminokwasem o masie około 12 kDa. Fragment ten to domena strukturalnie przypominająca domenę czynnika wzrostu i dlatego jest nazwana domeną przypominającą czynnik wzrostu (growth factor-like domain). Jednocześnie w mózgach myszy zidentyfikowano dłuższy produkt trawienia biała APP o masie około 35 kDa, także odcinany od N-końca, tj. między aminokwasami 1 a 286. Peptyd ten ma zdolność wiązania do receptora śmierci DR6 (death receptor 6, DR6) i przypuszczalnie wzmaga fizjologiczny proces usuwania i przemodelowania aksonów i połączeń synaptycznych w czasie rozwoju mózgu. Badania wykażą czy opisane krótkie fragmenty APP można traktować jako ligandy receptora śmierci DR6. Choć nie zaobserwowano wyraźnych różnic stężeń tych peptydów między osobami zdrowymi a chorymi na AD, to jednak zauwa- żono działanie wskazujące na wzrost stężeń u osób chorych na AD [41].

Peptydowe produkty trawienia domeny Aβ i ich rola biologiczna

Liczne peptydy Aβ są krótszymi produktami trawienia pełnego, wyjściowego fragmentu AβT białka APP. Te róż- norodne peptydy Aβ są uwalniane w różnej ilości przez komórki mózgu, np. przez astrocyty, komórki mikrogleju, endotelialne, mięśni gładkich czy pericyty [26]. Stężenie peptydów Aβ w mózgu mieści się w zakresie pikomolarnym, choć zależy od rodzaju typu peptydu Aβ i od miejsca i płynu, w którym występuje [3,51]. Dla prawidłowej pracy mózgu jest istotne stężenie wytwarzanych peptydów Aβ. Wydaje się, że niskie stężenia zewnątrzkomórkowych peptydów Aβ są nietoksyczne. Sugeruje się, że dodatnio wpływają na plastyczność synaptyczną, a także na procesy związane z pamię- cią. Aktywność intelektualna i praca mózgu ma wpływ na wytwarzanie peptydów Aβ. Ich stężenie w mózgu wzrasta wskutek wysiłku intelektualnego i poznawczej pracy mózgu, a także po uszkodzeniach mózgu, w czasie powrotu narządu do sprawności i podejmowania funkcji poznawczych [47].

Do grupy peptydów typu Aβ należą cząsteczki o różnej długości, tj. różnej liczbie aminokwasów, co jest uzależnione od miejsca cięcia domeny AβT przez enzymy degradujące. Różny jest też charakter fizykochemiczny uwalnianych peptydów Aβ [43]. Peptydy Aβ1-38, Aβ1-40 mają charakter hydrofilowy [26]. Natomiast peptydami wysoce hydrofobowymi są peptydy Aβ1-42 czy Aβ1-43 [43,46,55]. W warunkach fizjologicznych peptydy Aβ pozostają w płynach ciała w formie monomerów [12]. Różnorodne, rozpuszczalne peptydy Aβ stanowią produkt metabolizmu różnych komórek i znajdują się w płynach ciała, np.: w CSF, ISF, surowicy i w moczu [32,33,55]. Wydaje się, że pełnią niepoznane jeszcze liczne funkcje fizjologiczne, w tym odgrywają rolę w pracy mózgu, dlatego ich obecność w mózgu jest zjawiskiem fizjologicznym.

Z produktów trawienia AβT głównym formowanym peptydem jest peptyd Aβ1-40. W warunkach fizjologicznych jest obecny w CSF, ISF w surowicy, a także w moczu oraz w warunkach in vitro w supernatantach kultur komórkowych. Jak wspomniano, peptyd Aβ1-40 obejmuje sekwencję aminokwasów rozpoczynającą się w pozycji pierwszej resztą asparaginą, a kończy w pozycji 40 resztą waliny [55]. Ma mniejszą tendencję do formowania fibryli w porównaniu z peptydem Aβ1-42, który w 42 pozycji jest zakończony alaniną. Przypuszcza się, że wła- śnie te różnice budowy aminokwasowej kryją w sobie odpowiedź na pytanie dotyczące różnic dzielących te prawie identyczne peptydy, tj. dlaczego choć jeden peptyd jest formowany w większej ilości, to jednak głównie „ten drugi”, dłuższy peptyd Aβ1-42 formuje fibryle i buduje amyloid [21].

Peptyd Aβ1-42 to forma bardziej amyloidogenna niż peptyd Aβ1-40 i kluczowa dla neurotoksyczności, choć nie jedyna. Stanowi około 10% całkowitej puli formowanych peptydów Aβ [8,12,55]. Fragment Aβ1-42 jest peptydem najbardziej hydrofobowym. Reszty hydrofobowe są ulokowane na C-końcu, a N-koniec ma charakter hydrofilowy. Przypomina pod tym względem trzustkowy neurohormon, amylinę, której hydrofobowość, do pewnego stopnia, determinuje jej cechę zdolności do fibrylacji. Peptyd Aβ1-42 ulega też szybciej niż inne fragmenty APP samoasocjacji, prowadząc do powstawania znacznie mniejszych od fibryli oligomerów. W przeciwieństwie do fibryli, oligomery są postacią rozpuszczalną i to one są uznane za toksyczne dla neuronów [27-31].

Peptyd Aβ1-42 jest glikozylowany najpierw w retikulum endoplazmatycznym, a następnie w aparacie Golgiego, gdzie zachodzi także modyfikacja tyrozyny, polegająca na sprzęganiu z resztą kwasu siarkowego (sulfation) siarczanem. Fragment Aβ1-42 w postaci rozpuszczalnej występuje w przestrzeni zewnątrzkomórkowej, a w postaci nierozpuszczalnej we wnętrzu komórki neuronalnej. Wprowadzona na szlak fibrylacji forma natywna tego peptydu, tj. struktura kłębka, ulega zmianom konformacyjnym typowym dla tego procesu, tj. najpierw pojawiają się struktury α-helikalne, a następnie struktura β-sheet. Fibryle amyloidowe formowane w przebiegu choroby Alzheimera w 75% tworzy peptyd Aβ, a w 25%, ściśle z nimi związane glikoproteiny i glikolipidy, nadające fibrylom cechę nierozpuszczalnych w wodzie i opornych na proteolityczne trawienie [54]. Ostateczna, fibrylarna postać jest wysoce polimorficzna, co jest uwarunkowane czynnikami środowiska. Polimorfizm odnosi się także do innych peptydów, np. do peptydu Aβ1-40 [30].

Mutacje białka APP w niedalekiej odległości od miejsc aktywności β-sekretazy prowadzą do nadmiernego wytwarzania obu peptydów Aβ1-42 i Aβ1-40, a w przypadku miejsc aktywności γ-sekretazy wyłącznie peptydu Aβ1-42. Mutacje w obrębie białka APP skutkują powstawaniem peptydów silniej agregujących w warunkach in vitro [8]. W węzłach chłonnych odnaleziono także modyfikowane peptydy Aβ. Są to pochodne kwasu glutaminowego, który znajduje się w trzeciej pozycji peptydów Aβ1 – X (gdzie X to reszty 38, 40,41,43). W wyniku aktywno- ści enzymatycznej powstają peptydy Aβ modyfikowane kwasem piroglutaminowym [40,56].

Inne agregujące postaci fragmentów białka APP

Wykazano, że w roztworach wodnych w warunkach in vitro, oprócz klasycznych postaci fibrylarnych, fragmenty białka APP mogą występować w postaci tzw. prefibrylarnych oligomerów, tj. dimerów, trimerów bądź oligomerów jako globulomery, np. dodekamery o masie około 56 kDa; Aβ*56. Takie, a nawet wyższe oligomery, bo aż do form 24-merów stanowią połączenia monomerycznych form w postaci: trimerów-heksamerów. Temperatura fizjologiczna promuje jednak tworzenie 12-merów. Oligomery w postaci tzw. ADDL (Aβ-derived diffusible ligands, ADDLs) są uznawane za najbardziej neurotoksyczną postać fibrylującego peptydu. Dimery i/lub trimery Aβ wydają się istotnym elementem rozpoczynającym proces fibrylacji peptydu. Jeszcze inną, również toksyczną postacią są protofibryle Aβ. Z niefibrylarnych oligomerów Aβ wymienić należy formy koliste, zamknięte, tzw. fibrylarne oligomery. Tworzą tzw. pierścieniowe protofibryle (annular protofibrils, APF) o masie ponad 90 kDa [30].

Zakończenie

Alternatywne drogi trawienia APP nie są mniej istotne od dróg klasycznych, a formowane nowo odkrywane produkty degradacji białka APP, podobnie jak samo białko, są przedmiotem wszechstronnych badań. Peł- nią ważne, ale jeszcze nierozpoznane funkcje fizjologiczne w organizmie. Intrygujące jest to, że powstające peptydowe produkty degradacji występują w organizmie w różnej postaci fizykochemicznej, w zależności od warunków środowiskowych, w jakich znajdzie się uwalniany z prekursora krótszy peptyd. Takie warunki środowiskowe w organizmie stwarzają płyny ciała, tj. płyn ISF, CSF, a wreszcie surowica krwi. W stanie fizjologicznym peptydy obecne w płynach pełnią ważne funkcje fizjologiczne. Jednak jakakolwiek zmiana parametrów płynów, która odzwierciedla toczący się proces chorobowy, zmienia radykalnie obraz biologii tych peptydów. Funkcjonuje jednak i relacja wzajemności, gdyż fizykochemicznie zmienione peptydy prowadzą do eskalacji zjawisk patologicznych. Nierozwiązany pozostaje problem: co jest przyczyną, a co skutkiem. Należy zatem poszukiwać dalej.

Podziękowania

Koszty publikacji artykułu pokryła Fundacja Alzheimerowska we Wrocławiu. Składam wyrazy szczerej wdzięczności członkom Zarządu Fundacji za okazaną mi pomoc i wsparcie finansowe oraz serdeczne podziękowania dla Pana Prof. dr hab. Jerzego Leszka (Katedra Psychiatrii, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu) i dla Pana Prof. dr Piotra Lewczuka (Universitätsklinikum, Erlangen) za ogromne wsparcie, cenne rady i dyskusje.

Przypisy

• 1. Barrett P.J., Song Y., Van Horn W.D., Hustedt E.J., Schafer J.M.,Hadziselimovic A., Beel A.J., Sanders C.R.: The amyloid precursorprotein has a flexible transmembrane domain and binds cholesterol.Science, 2012; 336: 1168-1171
  Google Scholar
• 2. Chow V.W., Mattson M.P., Wong P.C., Gleichmann M.: An overviewof APP processing enzymes and products. Neuromolecular.Med., 2010; 12: 1-12
  Google Scholar
• 3. Cirrito J.R., Holtzman D.M.: Amyloid β and Alzheimer diseasetherapeutics: the devil may be in the details. J. Clin. Invest., 2003;112: 321-323
  Google Scholar
• 4. Cuchillo-Ibañez I., Lopez-Font I., Boix-Amorós A., Brinkmalm G.,Blennow K., Molinuevo J.L., Sáez-Valero J.: Heteromers of amyloid precursorprotein in cerebrospinal fluid. Mol. Neurodegener., 2015;10: 2
  Google Scholar
• 5. Dawkins E., Gasperini R., Hu Y., Cui H., Vincent A.J., Bolós M.,Young K.M., Foa L., Small D.H.: The N-terminal fragment of theβ-amyloid precursor protein of Alzheimer’s disease (N-APP) bindsto phosphoinositide-rich domains on the surface of hippocampalneurons. J. Neurosci. Res., 2014; 92: 1478-1489
  Google Scholar
• 6. Dawkins E., Small D.H.: Insights into the physiological functionof the β-amyloid precursor protein: beyond Alzheimer’s disease. J.Neurochem., 2014; 129: 756-769
  Google Scholar
• 7. DeToma A.S., Salamekh S., Ramamoorthy A., Lim M.H.: Misfoldedproteins in Alzheimer’s disease and type II diabetes. Chem. Soc. Rev.,2012; 41: 608-621
  Google Scholar
• 8. Di Fede G., Catania M., Morbin M., Giaccone G., Moro M.L., GhidoniR., Colombo L., Messa M., Cagnotto A., Romeo M., Stravalaci M., DiomedeL., Gobbi M., Salmona M., Tagliavini F.: Good gene, bad gene:New APP variant may be both. Prog. Neurobiol., 2012; 99: 281-292
  Google Scholar
• 9. Erickson M.A., Banks W.A.: Blood-brain barrier dysfunction asa cause and consequence of Alzheimer’s disease. J. Cereb. Blood FlowMetab., 2013; 33: 1500-1513
  Google Scholar
• 10. Gouras G.K., Olsson T.T., Hansson O.: β-amyloid peptides andamyloid plaques in Alzheimer’s disease. Neurotherapeutics, 2015;12: 3-11
  Google Scholar
• 11. Gouras G.K., Tampellini D., Takahashi R.H., Capetillo-Zarate E.:Intraneuronal β-amyloid accumulation and synapse pathology inAlzheimer’s disease. Acta Neuropathol., 2010; 119: 523-541
  Google Scholar
• 12. Gouras G.K., Willén K., Faideau M.: The inside-out amyloid hypothesisand synapse pathology in Alzheimer’s disease. Neurodegener.Dis., 2014; 13: 142-146
  Google Scholar
• 13. Gouras G.K, Willén K., Tampellini D.: Critical role of intraneuronalAβ in Alzheimer’s disease: technical challenges in studyingintracellular Aβ. Life Sci., 2012; 91: 1153-1158
  Google Scholar
• 14. Gralle M., Ferreira S.T.: Structure and functions of the humanamyloid precursor protein: The whole is more than the sum of itsparts. Prog. Neurobiol., 2007; 82: 11-32
  Google Scholar
• 15. Haass C., Kaether C., Thinakaran G., Sisodia S.: Trafficking andproteolytic processing of APP. Cold Spring Harb. Perspect. Med.,2012; 2: a006270
  Google Scholar
• 16. Helisalmi S., Hiltunen M., Vepsäläinen S., Iivonen S., MannermaaA., Lehtovirta M., Koivisto A.M., Alafuzoff I., Soininen H.: Polymorphismsin neprilysin gene affect the risk of Alzheimer’s diseasein Finnish patients. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 2004; 75:1746-1748
  Google Scholar
• 17. Hendriks L., Van Broeckhoven C.: A beta A4 amyloid precursorprotein gene and Alzheimer’s disease. Eur. J. Biochem., 1996;237: 6-15
  Google Scholar
• 18. Jiang S., Li Y., Zhang X., Bu G., Xu H., Zhang Y.W.: Trafficking regulationof proteins in Alzheimer’s disease. Mol. Neurodegener., 2014; 9: 6
  Google Scholar
• 19. Kang J., Lemaire H.G., Unterbeck A., Salbaum J.M., Masters C.L.,Grzeschik K.H., Multhaup G., Beyreuther K., Müller-Hill B.: The precursorof Alzheimer’s disease amyloid A4 protein resembles a cellsurfacereceptor. Nature, 1987; 325: 733-736
  Google Scholar
• 20. Kitazume S., Yoshihisa A., Yamaki T., Oikawa M., Tachida Y.,Ogawa K., Imamaki R., Takeishi Y., Yamamoto N., Taniguchi N.:Soluble amyloid precursor protein 770 is a novel biomarker candidatefor acute coronary syndrome. Proteomics Clin. Appl., 2013;7: 657:663
  Google Scholar
• 21. Kummer M.P., Heneka M.T.: Truncated and modified amyloidbetaspecies. Alzheimers Res. Ther., 2014; 6: 28
  Google Scholar
• 22. Lee M.S., Kao S.C., Lemere C.A., Xia W., Tseng H.C., Zhou Y., NeveR., Ahlijanian M.K., Tsai L.H.: APP processing is regulated by cytoplasmicphosphorylation. J. Cell. Biol., 2003; 163: 83-95
  Google Scholar
• 23. Lewczuk P.: Neurochemiczna diagnostyka chorób otępiennych.W: Choroby otępienne. Teoria i praktyka. red. J. Leszek, Wyd. II, Continuo,Wrocław 2011, 371-385
  Google Scholar
• 24. Lewczuk P., Mroczko B., Fagan A., Kornhuber J.: Biomarkers ofAlzheimer’s disease and mild cognitive impairment: a current perspective.Adv. Med. Sci., 2015; 60: 76-82
  Google Scholar
• 25. Lichtenthalter S.F.: α-secretase in Alzheimer’s disease: molecularidentity, regulation and therapeutic potential. J. Neurochem.,2011; 116: 10-21
  Google Scholar
• 26. Ling Y., Morgan K., Kalsheker N.: Amyloid precursor protein(APP) and the biology of proteolytic processing: relevance to Alzheimer’sdisease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 2003; 35: 1505-1535
  Google Scholar
• 27. Marszałek M.: Amylina w badaniach eksperymentalnych. Fibrylotwórczypolipeptyd amyloidu trzustkowego. Postępy Hig. Med.Dośw., 2015; 69: 14-24
  Google Scholar
• 28. Marszałek M.: Amylina w badaniach eksperymentalnych. Fibrylacja– cytotoksyczna agregacja polipeptydu trzustki. Postępy Hig.Med. Dośw., 2015; 69: 309-319
  Google Scholar
• 29. Marszałek M.: Amylina w badaniach eksperymentalnych. Fibrylotwórczypolipeptydowy hormon trzustki. Postępy Hig. Med.Dośw., 2014; 68: 29-41
  Google Scholar
• 30. Marszałek M.: Amylina. Nowe mechanizmy regulacyjne fibrylującegohormonu trzustki – wybrane aspekty. Post. Biol. Kom., 2015;42: 1-23
  Google Scholar
• 31. Marszałek M.: Cukrzyca typu 2 a choroba Alzheimera – jednaczy dwie choroby? Mechanizmy asocjacji. Postępy Hig. Med. Dośw.,2013; 67: 653-671
  Google Scholar
• 32. Mehta P.D., Pirttilä T., Mehta S.P., Sersen E.A., Aisen P.S., WisniewskiH.M.: Plasma and cerebrospinal fluid levels of amyloid βproteins 1-40 and 1-42 in Alzheimer disease. Arch. Neurol., 2000;57: 100-105
  Google Scholar
• 33. Mehta P.D., Pirttila T., Patrick B.A., Barshatzky M., Mehta S.P.:Amyloid β protein 1-40 and 1-42 levels in matched cerebrospinalfluid and plasma from patients with Alzheimer disease. Neurosci.Lett., 2001; 304: 102-106
  Google Scholar
• 34. Miners J.S., Baig S., Tayler H., Kehoe P.G., Love S.: Neprilysinand insulin-degrading enzyme levels are increased in Alzheimerdisease in relation to disease severity. J. Neuropathol. Exp. Neurol.,2009; 68: 902-914
  Google Scholar
• 35. Muresan V., Ladescu Muresan Z.: Amyloid-β precursor protein:multiple fragments, numerous transport routes and mechanisms.Exp. Cell Res., 2015; 334: 45-53
  Google Scholar
• 36. Nalivaeva N.N., Turner A.J.: The amyloid precursor protein:a biochemical enigma in brain development, function and disease.FEBS Lett., 2013; 587: 2046-2054
  Google Scholar
• 37. Oberstein T.J., Spitzer P., Klafki H.W., Linning P., Neff F., KnölkerH.J., Lewczuk P., Wiltfang J., Kornhuber J., Maler J.M.: Astrocytesand microglia but not neurons preferentially generate N-terminallytruncated Aβ peptides. Neurobiol. Dis., 2015; 73: 24-35
  Google Scholar
• 38. Olsson F., Schmidt S., Althoff V., Munter L.M., Jin S., RosqvistS., Lendahl U., Multhaup G., Lundkvist J.: Characterization of intermediatesteps in amyloid beta (Aβ) production under near-nativeconditions. J. Biol. Chem., 2014; 289: 1540-1550
  Google Scholar
• 39. Pannee J., Törnqvist U., Westerlund A., Ingelsson M., LannfeltL., Brinkmalm G., Persson R., Gobom J., Svensson J., Johansson P.,Zetterberg H., Blennow K., Portelius E.: The amyloid-β degradationpattern in plasma – a possible tool for clinical trials in Alzheimer’sdisease. Neurosci. Lett., 2014; 573: 7-12
  Google Scholar
• 40. Pappolla M., Sambamurti K., Vidal R., Pacheco-Quinto J., PoeggelerB., Matsubara E.: Evidence for lymphatic Aβ clearance in Alzheimer’stransgenic mice. Neurobiol. Dis., 2014; 71: 215-219
  Google Scholar
• 41. Portelius E., Brinkmalm G., Tran A., Andreasson U., ZetterbergH., Westman-Brinkmalm A., Blennow K., Ohrfelt A.: Identificationof novel N-terminal fragments of amyloid precursor protein in cerebrospinalfluid. Exp. Neurol., 2010; 223: 351-358
  Google Scholar
• 42. Portelius E., Brinkmalm G., Tran A.J., Zetterberg H., WestmanBrinkmalmA., Blennow K.: Identification of novel APP/Aβ isoformsin human cerebrospinal fluid. Neurodegener. Dis., 2009; 6: 87-94
  Google Scholar
• 43. Portelius E., Price E., Brinkmalm G., Stiteler M., Olsson M., PerssonR., Westman-Brinkmalm A., Zetterberg H., Simon A.J., BlennowK.: A novel pathway for amyloid precursor protein processing. Neurobiol.Aging, 2011; 32: 1090-1098
  Google Scholar
• 44. Portelius E., Westman-Brinkmalm A., Zetterberg H., BlennowK.: Determination of β-amyloid peptide signatures in cerebrospinalfluid using immunoprecipitation-mass spectrometry. J. ProteomeRes., 2006; 5: 1010-1016
  Google Scholar
• 45. Portelius E., Zetterberg H., Andreasson U., Brinkmalm G., AndreasenN., Wallin A., Westman-Brinkmalm A., Blennow K.: An Alzheimer’s disease-specific β-amyloid fragment signature in cerebrospinalfluid. Neurosci. Lett., 2006; 409: 215-219
  Google Scholar
• 46. Takeda S., Sato N., Rakugi H., Morishita R.: Plasma β-amyloid aspotential biomarker of Alzheimer disease: possibility of diagnostictool for Alzheimer disease. Mol. Biosyst., 2010; 6: 1760-1766
  Google Scholar
• 47. Tampellini D., Gouras G.K.: Synapses, synaptic activity and intraneuronalAβ in Alzheimer’s disease. Front. Aging Neurosci., 2010;21; 2
  Google Scholar
• 48. Tanzi R.E., Gusella J.F., Watkins P.C., Bruns G.A., St George-HyslopP., Van Keuren M.L., Patterson D., Pagan S., Kurnit D.M., Neve R.L.:Amyloid beta protein gene: cDNA, mRNA distribution, and geneticlinkage near the Alzheimer locus. Science, 1987: 235: 880-884
  Google Scholar
• 49. Tanzi R.E., Moir R.D., Wagner S.L.: Clearance of Alzheimer’s Aβpeptide: the many roads to perdition. Neuron, 2004; 43: 605-608
  Google Scholar
• 50. Thinakaran G., Koo E.H.: Amyloid precursor protein trafficking,processing, and function. J. Biol. Chem., 2008; 283: 29615-29619
  Google Scholar
• 51. Trinchese F., Liu S., Ninan I., Puzzo D., Jacob J.P., Arancio O.:Cell cultures from animal models of Alzheimer’s disease as a toolfor faster screening and testing of drug efficacy. J. Mol. Neurosci.,2004; 24:15-21
  Google Scholar
• 52. Turner P.R., O’Connor K., Tate W.P., Abraham W.C.: Roles of amyloidprecursor protein and its fragments in regulating neural activity,plasticity and memory. Prog. Neurobiol., 2003; 70: 1-32
  Google Scholar
• 53. Vergara L., Abid K., Soto C.: Protein misfolding, a common mechanismin the pathogenesis of neurodegenerative diseases. Handbookof Neurochemistry and Molecular Neurobiology, Springer Scienceand Busines Media, LLC; 2008; 285-304
  Google Scholar
• 54. Watson D., Castano E., Kokjohn T.A., Kuo Y.M., Lyubchenko Y.,Pinsky D., Connolly E.S.Jr., Esh C., Luehrs D.C., Stine W.B., RowseL.M., Emmerling M.R., Roher A.E.: Physicochemical characteristicsof soluble oligomeric Aβ and their pathologic role in Alzheimer’sdisease. Neurol. Res., 2005; 27: 869-881
  Google Scholar
• 55. Wiltfang J., Esselmann H., Bibl M., Smirnov A., Otto M., Paul S.,Schmidt B., Klafki H.W., Maler M.., Dyrks T., Bienert M., BeyermannM., Rüther E., Kornhuber J.: Highly conserved and disease-specificpatterns of carboxyterminally truncated Aβ peptides 1-37/38/39in addition to 1-40/42 in Alzheimer’s disease and in patients withchronic neuroinflammation. J. Neurochem., 2002; 81: 481-496
  Google Scholar
• 56. Wittnam J.L., Portelius E., Zetterberg H., Gustavsson M.K., SchillingS., Koch B., Demuth H.U., Blennow K., Wirths O., Bayer T.A.: Pyroglutamateamyloid β (Aβ) aggravates behavioral deficits in transgenicamyloid mouse model for Alzheimer disease. J. Biol. Chem.,2012; 287: 8154-8162
  Google Scholar
• 57. Zhang Y.W., Thompson R., Zhang H., Xu H.: APP processing inAlzheimer’s disease. Mol. Brain, 2011; 4: 3
  Google Scholar

Pełna treść artykułu