Ein Amyloid-Vorläuferprotein, auch bekannt als APP, ist an der biochemischen Verarbeitung im Gehirn beteiligt, die vermutlich zur Alzheimer-Krankheit führt. Dieses Protein wird auf verschiedene Weise verarbeitet. Einige Verarbeitungsarten führen zur Bildung von Faserklumpen im Gehirn, die als Amyloid-Plaques bekannt sind. Diese bauen und bilden Knäuel, von denen angenommen wird, dass sie Neuronen töten und die Gehirnfunktionen stören.
Dieses Protein ist im ganzen Körper weit verbreitet und kommt in Nervensynapsen vor. Seine normale Funktion ist unbekannt. Es wurde umfassend untersucht, da seine Verarbeitung mit der Entwicklung der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wurde. Amyloid-Vorläuferprotein ist ein integrales Membranprotein. Es ist in Membranen innerhalb der Zelle eingebettet, wobei ein Teil des Proteins über die Membran hinausragt und ein kleinerer Teil darunter liegt.
Proteine sind lange Ketten von Aminosäuren, die von Proteaseenzymen geschnitten werden können, um kleinere Ketten, sogenannte Peptide, zu bilden. Viele Proteasen, wie sie beispielsweise an der Verdauung beteiligt sind, können auf ein breites Spektrum von Proteinen einwirken. Andere hingegen sind sehr spezifisch und spalten nur bestimmte Proteine. Amyloid-Vorläuferproteine werden von mehreren Arten von Proteasen, den sogenannten Sekretasen, gespalten. Diese Arten von Proteasen spalten Proteinstücke ab, die sich in Zellmembranen befinden.
Es gibt drei Arten von Sekretasen, die auf das Amyloid-Vorläuferprotein einwirken – Alpha-, Beta- und Gamma-Sekretase. Es gibt keine Anomalie, die mit der Aktivität der Alpha-Sekretase verbunden ist. Die sequentiellen Aktivitäten von Beta- und Gamma-Sekretase führen jedoch zur Produktion von Peptiden, die als Beta-Amyloid bekannt sind. Diese Peptide haben eine Länge von 39 bis 42 Aminosäuren. Sie bilden Aggregate, die als Beta-Amyloid-Plaques bekannt sind. Diese finden sich im Gehirn von Patienten mit Alzheimer und einigen anderen Erkrankungen des Gehirns.
Die Ursache der Alzheimer-Krankheit ist nicht eindeutig belegt. Das aktuelle Modell postuliert jedoch, dass diese Beta-Amyloid-Plaques für die Symptome der Erkrankung verantwortlich sind. Genetische Studien weisen darauf hin, dass das Amyloid-Vorläuferprotein eine Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit spielt.
Das Gen für dieses Protein ist hochkomplex und wird auch als APP bezeichnet. Viele Mutationen in diesem Gen führen zu einer früh einsetzenden Alzheimer-Krankheit. Über 25 solcher Mutationen wurden identifiziert. Es wurde festgestellt, dass sie für 10-15% aller Fälle von Alzheimer-Krankheiten verantwortlich sind, die früh im Leben auftreten. Etwa 5-10% aller Alzheimer-Fälle sind auf eine vererbte Anfälligkeit zurückzuführen.
Es werden Anstrengungen unternommen, um die Verarbeitung des Amyloid-Vorläuferproteins, das zu Beta-Amyloid-Peptiden führt, zu blockieren, indem die Aktivitäten der Beta- und Gamma-Sekretase eingeschränkt werden. Insbesondere ein Beta-Amyloid bildet eher toxische Fasern. Dies ist ein 42 Aminosäuren langes Peptid, das klebriger ist als die kürzeren Peptide. Forscher haben ein Medikament entwickelt, das die Produktion kürzerer und weniger toxischer Peptide durch die Gamma-Sekretase begünstigt, in der Hoffnung, Beta-Amyloid-Plaques zu reduzieren und so das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit zu begrenzen.