BACE1; BETA-SITE AMYLOID BETA A4 PRECURSOR PROTEIN-CLEAVING ENZYME 1
[別名]
 BACE; BETA-SITE APP-CLEAVING ENZYME SECRETASE, BETA MEMAPSIN 2

BETA-SITE APP-CLEAVING ENZYME 2; BACE2
[別名]−ASP1

キーワード

 アルツハイマー病

歴史とあらまし

 BACE1は1999年にアミロイドβ前駆体蛋白質(APP)を切断する酵素として複数のグループによって報告された(Ref 1,2,3,4)。BACE2はBACE1のホモログとしてクローニングされた(Ref 5)が、BACE1とは活性が異なることが報告されている(Ref 6)。

分子構造

 BACE1は501アミノ酸からなるI型膜タンパク質である。プロドメインの切断により活性が増加する。BACE1のホモダイマーはモノマーより高い酵素活性を示す。脳と膵臓で高い発現が認められる。BACE2は518アミノ酸からなり、様々な臓器で発現が見られる。

機能

 BACE1、BACE2ともに膜タンパク質を切断する酵素である。BACE1によって切断されるものとして、APP、ST6Gal1、Neuregulin1、IL-1R2など様々なものが報告されている。BACE-1ノックアウトマウスではミエリンに異常が見られることから、ミエリン形成に関与している可能性が示唆されている(Ref 7)。BACE2は膵臓β細胞のTmem27を切断することによりβ細胞の維持に関与しており、2型糖尿病ではBACE2を抑制するとインスリンが増えるという報告がある(Ref 8)。

老化・老年病における意義

 BACE1はγ-セクレターゼとともにAPPを切断し、アミロイドβを生じさせる。アミロイドβは脳内で凝集・沈着し、神経を変性させるとされ、アルツハイマー病の原因と考えられている。アルツハイマー病の根本的な予防・治療法は確立されておらず、BACE1の活性阻害などによる治療法の開発などが行われている。一方、BACE2はアミロイドβの中央を切断するため、アミロイドβの産生を妨げる。

Database

BACE1
BACE2

参考文献

1) Vassar R, Bennett BD, Babu-Khan S, Kahn S, Mendiaz EA, Denis P, Teplow DB, Ross S, Amarante P, Loeloff R, Luo Y, Fisher S, Fuller J, Edenson S, Lile J, Jarosinski MA, Biere AL, Curran E, Citron M. Beta-secretase cleavage of Alzheimer's amyloid precursor protein by the transmembrane aspartic protease BACE.Science 286:735-741,1999 (PMID: 10531052)
2) Sinha S, Anderson JP, Barbour R, Basi GS, Caccavello R, Davis D, Doan M, Dovey HF, Frigon N, Hong J, Jacobson-Croak K, Jewett N, Keim P, Knops J, Lieberburg I, Power M, Tan H, Tatsuno G, Varghese J. Purification and cloning of amyloid precursor protein beta-secretase from human brain. Nature 402:537-540,1999 (PMID: 10591214)
3) Yan R, Bienkowski MJ, Shuck ME, Miao H, Tory MC, Pauley AM, Brashier JR, Stratman NC, Mathews WR, Buhl AE, Carter DB, Tomasselli AG, Parodi LA, Heinrikson RL, Gurney ME. Membrane-anchored aspartyl protease with Alzheimer's disease beta-secretase activity. Nature 402:533-537,1999 (PMID: 10591213)
4) Hussain I, Powell DJ, Howlett DR, Tew DG, Meek TD, Chapman C, Gloger IS, Murphy KE, Southan CD, Ryan DM, Smith TS, Simmons DL, Walsh FS, Dingwall C, Christie G. Identification of a novel aspartic proteinase (Asp 2) as beta-secretase. Mol. Cell. Neurosci. 14:419-427,1999 (PMID: 10656250)
5) Solans A, Estivill X, de La Luna S. A new aspartyl protease on 21q22.3, BACE2, is highly similar to Alzheimer's amyloid precursor protein beta-secretase. Cytogenet. Cell Genet. 89:177-184, 2000 (PMID: 10965118)
6) Sun X, He G, Song W. BACE2, as a novel APP theta-secretase, is not responsible for the pathogenesis of Alzheimer's disease in Down syndrome. FASEB J. 20:1369-1376, 2006 (PMID: 16816112)
7) Hu X, Hicks CW, He W, Wong P, Macklin WB, Trapp BD, Yan R. Bace1 modulates myelination in the central and peripheral nervous system. Nat. Neurosci. 9:1520-1525, 2006 (PMID: 17099708)
8) Esterházy D, Stützer I, Wang H, Rechsteiner MP, Beauchamp J, Döbeli H, Hilpert H, Matile H, Prummer M, Schmidt A, Lieske N, Boehm B, Marselli L, Bosco D, Kerr-Conte J, Aebersold R, Spinas GA, Moch H, Migliorini C, Stoffel M. Bace2 is a β cell-enriched protease that regulates pancreatic β cell function and mass. Cell Metab. 14:365-77, 2011 (PMID: 21907142)

作成者

赤阪(萬谷)啓子、遠藤玉夫 20111130

Update 20120224

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