ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2012, 61(4):144-149

Mitochondriální enzym ABAD a jeho role v rozvoji a léčbě Alzheimerovy nemoci

Ondřej Benek1, Kamil Musílek2,*, Kamil Kuča3
1 Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, Katedra toxikologie a Centrum pokročilých studií, Hradec Králové
2 Univerzita Hradec Králové, Přírodovědecká fakulta, Katedra chemie, Hradec Králové, Česká republika
3 Fakultní nemocnice, Hradec Králové

Již delší dobu je známa souvislost mezi peptidem ß-amyloidem (Aß) a Alzheimerovou nemocí (AD). Původní hypotéza považující za hlavní toxickou formu Aß nerozpustné extracelulární plaky je dnes již překonána a zájem se upírá k rozpustným formám Aß a jejich působení uvnitř buňky. Je známo mnoho intracelulárních proteinů interagujících s Aß, mezi nimi též mitochondriální enzym amyloid vázající alkoholdehydrogenasa (ABAD). Vazba Aß na tento enzym poškozuje zatím ne zcela známým mechanismem mitochondrie a v konečném důsledku vede až k zániku buňky. V této práci jsou shrnuty dosavadní poznatky o enzymu ABAD, jeho roli v rozvoji AD a možnostech ovlivnění interakce ABAD-Aß jako potenciálním cíli pro farmakoterapii tohoto závažného onemocnění.

Klíčová slova: Alzheimerova nemoc; amyloid-ß peptid; mitochondriální dysfunkce; amyloid vázající alkohol dehydrogenasa; frentizol

Mitochondrial enzyme ABAD and its role in the development and treatment of Alzheimer's disease

The amyloid-ß peptide (Aß) has been associated with Alzheimer's disease (AD) for some time. The original amyloid cascade hypothesis declared that the insoluble extracellular plaques were responsible for main Aß toxicity. Nowadays, this hypothesis is outdated and soluble intracellular Aß forms and their effects within the cell have come into the centre of attention. There are many intracellular proteins interacting with Aß including the mitochondrial enzyme amyloid-binding alcohol dehydrogenase (ABAD). The interaction between ABAD and Aß impairs mitochondrial functions and ultimately results in cell death. In this review, current findings concerning the enzyme ABAD are summarized. Its role in AD development and its interaction with Aß as a potential therapeutic target are discussed.

Keywords: Alzheimer's disease; amyloid-ß peptide; mitochondrial dysfunction; amyloid-binding alcohol dehydrogenase; frentizole

Vloženo: 15. květen 2012; Přijato: 2. červenec 2012; Zveřejněno: 1. duben 2012  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Benek O, Musílek K, Kuča K. Mitochondriální enzym ABAD a jeho role v rozvoji a léčbě Alzheimerovy nemoci. Čes. slov. farm. 2012;61(4):144-149.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Price D. L., Sisodia S. S.:Mutant genes in familial Alzheimer's disease and transgenic models. Annu. Rev. Neurosci. 1998; 21, 479-505. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Selkoe D. J. Translating cell biology into therapeutic advances in Alzheimer's disease. Nature. 1999; 399(Suppl), A23-31. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Reddy P. H., Mani G., Park B. S., et al. Differential loss of synaptic proteins in Alzheimer's disease: implications for synaptic dysfunction. J. Alzheimers Dis. 2005; 7(2), 103-117; discussion 173-180. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Golde T. E. Inflammation takes on Alzheimer disease. Nat. Med. 2002; 8(9), 936-938. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Reddy P. H., McWeeney S., Park B. S. et al. Gene expression profiles of transcripts in amyloid precursor protein transgenic mice: up-regulation of mitochondrial metabolism and apoptotic genes is an early cellular change in Alzheimer's disease. Hum. Mol. Genet. 2004; 13(12), 1225-1240. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Reddy P. H., Beal M. F. Are mitochondria critical in the pathogenesis of Alzheimer's disease? Brain Res. Brain Res. Rev. 2005; 49(3), 618-632. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Reddy P. H., McWeeney S. Mapping cellular transcriptosomes in autopsied Alzheimer's disease subjects and relevant animal models. Neurobiol. Aging. 2006; 27(8), 1060-1077. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Keller J. N. Age-related neuropathology, cognitive decline, and Alzheimer's disease. Ageing Res. Rev. 2006; 5(1), 1-13. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Selkoe D. J. Alzheimer's disease: genes, proteins, and therapy. Physiol. Rev. 2001; 81(2), 741-766. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Hardy J. A., Higgins G. A. Alzheimer's disease: the amyloid cascade hypothesis. Science. 1992; 256(5054), 184-185. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Dahlgren K. N., Manelli A. M., Stine W. B. Jr., Baker L. K., Krafft G. A., LaDu M. J. Oligomeric and fibrillar species of amyloid-beta peptides differentially affect neuronal viability. J. Biol. Chem. 2002; 277(35), 32046-32053. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Gouras G. K., Tsai J., Naslund J. et al. Intraneuronal Abeta42 accumulation in human brain. Am. J. Pathol. 2000; 156(1), 15-20. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Wirths O., Multhaup G., Bayer T. A. A modified beta-amyloid hypothesis: intraneuronal accumulation of the beta-amyloid peptide-the first step of a fatal cascade. J. Neurochem. 2004; 91(3), 513-520. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Tillement L., Lecanu L., Papadopoulos V. Alzheimer's disease: effects of ß-amyloid on mitochondria. Mitochondrion. 2011; 11(1), 13-21. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Hirai K., Aliev G., Nunomura A. et al. Mitochondrial abnormalities in Alzheimer's disease. J. Neurosci. 2001; 21(9), 3017-3023. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Bubber P., Haroutunian V., Fisch G., Blass J. P., Gibson G. E. Mitochondrial abnormalities in Alzheimer brain: mechanistic implications. Ann. Neurol. 2005; 57(5), 695-703. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Butterfield D. A., Drake J., Pocernich C., Castegna A. Evidence of oxidative damage in Alzheimer's disease brain: central role for amyloid beta-peptide. Trends Mol Med. 2001; 7(12), 548-554. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. LaFerla F. M. Calcium dyshomeostasis and intracellular signalling in Alzheimer's disease. Nat. Rev. Neurosci. 2002; 3(11), 862-872. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    19. Manczak M., Park B. S., Jung Y., Reddy P. H. Differential expression of oxidative phosphorylation genes in patients with Alzheimer's disease: implications for early mitochondrial dysfunction and oxidative damage. Neuromolecular Med. 2004; 5(2), 147-162. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Fernández-Vizarra P., Fernández A. P., Castro-Blanco S. et al. Intra- and extracellular Abeta and PHF in clinically evaluated cases of Alzheimer's disease. Histol. Histopathol. 2004; 19(3), 823-844.
    21. Lustbader J. W., Cirilli M., Lin C. et al. ABAD directly links Abeta to mitochondrial toxicity in Alzheimer's disease. Science. 2004; 304(5669), 448-452. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Kim H. S., Lee J. H., Lee J. P. et al. Amyloid beta peptide induces cytochrome C release from isolated mitochondria. Neuroreport. 2002; 13(15), 1989-1993. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Aleardi A. M., Benard G., Augereau O. et al. Gradual alteration of mitochondrial structure and function by beta-amyloids: importance of membrane viscosity changes, energy deprivation, reactive oxygen species production, and cytochrome c release. J. Bioenerg. Biomembr. 2005; 37(4), 207-225. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Moreira P. I., Santos M. S., Moreno A., Rego A. C., Oliveira C. Effect of amyloid beta-peptide on permeability transition pore: a comparative study. J. Neurosci. Res. 2002; 69(2), 257-267. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Hansson Petersen C. A., Alikhani N., Behbahani H. et al. The amyloid beta-peptide is imported into mitochondria via the TOM import machinery and localized to mitochondrial cristae. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008; 105(35), 13145-13150. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Area-Gomez E., de Groof A. J. C., Boldogh I., et al. Presenilins are enriched in endoplasmic reticulum membranes associated with mitochondria. Am. J. Pathol. 2009; 175(5), 1810-1816. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Muirhead K. E. A., Borger E., Aitken L., Conway S. J., Gunn-Moore F. J. The consequences of mitochondrial amyloid beta-peptide in Alzheimer's disease. Biochem. J. 2010; 426(3), 255-270. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Yan S. D., Fu J., Soto C. et al. An intracellular protein that binds amyloid-beta peptide and mediates neurotoxicity in Alzheimer's disease. Nature. 1997; 389(6652), 689-695. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Du H., Guo L., Fang F. et al. Cyclophilin D deficiency attenuates mitochondrial and neuronal perturbation and ameliorates learning and memory in Alzheimer's disease. Nat. Med. 2008; 14(10), 1097-1105. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Verdier Y., Földi I., Sergeant N. et al. Characterization of the interaction between Abeta 1-42 and glyceraldehyde phosphodehydrogenase. J. Pept. Sci. 2008; 14(6), 755-762. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Park H. J., Seong Y. M., Choi J. Y., Kang S., Rhim H. Alzheimer's disease-associated amyloid beta interacts with the human serine protease HtrA2/Omi. Neurosci. Lett. 2004; 357(1), 63-67. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. He X. Y., Schulz H., Yang S. Y. A human brain L-3-hydroxyacyl-coenzyme A dehydrogenase is identical to an amyloid beta-peptide-binding protein involved in Alzheimer's disease. J. Biol. Chem. 1998; 273(17), 10741-10746. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. He X. Y., Merz G., Yang Y. Z., Mehta P., Schulz H., Yang S. Y. Characterization and localization of human type10 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase. Eur. J. Biochem. 2001; 268(18), 4899-4907. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. He X. Y., Yang Y. Z., Schulz H., Yang S. Y. Intrinsic alcohol dehydrogenase and hydroxysteroid dehydrogenase activities of human mitochondrial short-chain L-3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase. Biochem. J. 2000; 345(Pt 1), 139-143. Přejít k původnímu zdroji...
    35. Furuta S., Kobayashi A., Miyazawa S., Hashimoto T. Cloning and expression of cDNA for a newly identified isozyme of bovine liver 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase and its import into mitochondria. Biochim. Biophys. Acta. 1997; 1350(3), 317-324. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. He X. Y., Wen G. Y., Merz G. et al. Abundant type 10 17 beta-hydroxysteroid dehydrogenase in the hippocampus of mouse Alzheimer's disease model. Brain Res. Mol. Brain Res. 2002; 99(1), 46-53. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Ofman R., Ruiter J. P. N., Feenstra M. et al. 2-Methyl-3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase deficiency is caused by mutations in the HADH2 gene. Am. J. Hum. Genet. 2003; 72(5), 1300-1307. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. He X. Y., Merz G., Mehta P., Schulz H., Yang S. Y. Human brain short chain L-3-hydroxyacyl coenzyme A dehydrogenase is a single-domain multifunctional enzyme. Characterization of a novel 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase. J. Biol. Chem. 1999; 274(21), 15014-15019. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Powell A. J., Read J. A., Banfield M. J. et al. Recognition of structurally diverse substrates by type II 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (HADH II)/amyloid-beta binding alcohol dehydrogenase (ABAD). J. Mol. Biol. 2000; 303(2), 311-327. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Du Yan S., Zhu Y., Stern E. D. et al. Amyloid beta-peptide-binding alcohol dehydrogenase is a component of the cellular response to nutritional stress. J. Biol. Chem. 2000; 275(35), 27100-27109. Přejít k původnímu zdroji...
    41. He X. Y., Wegiel J., Yang Y. Z., Pullarkat R., Schulz H., Yang S. Y. Type 10 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase catalyzing the oxidation of steroid modulators of gamma-aminobutyric acid type A receptors. Mol. Cell. Endocrinol. 2005; 229(1-2), 111-117. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Holzmann J., Frank P., Löffler E., Bennett K. L., Gerner C., Rossmanith W. RNase P without RNA: identification and functional reconstitution of the human mitochondrial tRNA processing enzyme. Cell. 2008; 135(3), 462-474. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Yang S. Y., He X. Y., Miller D. Hydroxysteroid (17ß) dehydrogenase X in human health and disease. Mol. Cell. Endocrinol. 2011; 343(1-2), 1-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    44. Kissinger C. R., Rejto P. A., Pelletier L. A. et al. Crystal structure of human ABAD/HSD10 with a bound inhibitor: implications for design of Alzheimer's disease therapeutics. J. Mol. Biol. 2004; 342(3), 943-952. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    45. Xie Y., Deng S., Chen Z., Yan S., Landry D. W. Identification of small-molecule inhibitors of the Abeta-ABAD interaction. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006; 16(17), 4657-4660. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    46. Yan Y., Liu Y., Sorci M. et al. Surface plasmon resonance and nuclear magnetic resonance studies of ABAD-Abeta interaction. Biochemistry. 2007; 46(7), 1724-1731. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    47. Yan S. D., Shi Y., Zhu A. et al. Role of ERAB/L-3-hydroxyacyl-coenzyme A dehydrogenase type II activity in Abeta-induced cytotoxicity. J. Biol. Chem. 1999; 274(4), 2145-2156. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    48. Oppermann U. C., Salim S., Tjernberg L. O., Terenius L., Jörnvall H. Binding of amyloid beta-peptide to mitochondrial hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (ERAB): regulation of an SDR enzyme activity with implications for apoptosis in Alzheimer's disease. FEBS Lett. 1999; 451(3), 238-242. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    49. Yao J., Taylor M., Davey F. et al. Interaction of amyloid binding alcohol dehydrogenase/Abeta mediates up-regulation of peroxiredoxin II in the brains of Alzheimer's disease patients and a transgenic Alzheimer's disease mouse model. Mol. Cell. Neurosci. 2007; 35(2), 377-382. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    50. Ren Y., Xu H. W., Davey F. et al. Endophilin I expression is increased in the brains of Alzheimer disease patients. J. Biol. Chem. 2008; 283(9), 5685-5691. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    51. Ramjaun A. R., Angers A., Legendre-Guillemin V., Tong X. K., McPherson P. S. Endophilin regulates JNK activation through its interaction with the germinal center kinase-like kinase. J. Biol. Chem. 2001; 276(31), 28913-28919. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    52. Sayre L. M., Zelasko D. A., Harris P. L., Perry G., Salomon R. G., Smith M. A. 4-Hydroxynonenal-derived advanced lipid peroxidation end products are increased in Alzheimer's disease. J. Neurochem. 1997; 68(5), 2092-2097. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    53. Murakami Y., Ohsawa I., Kasahara T., Ohta S. Cytoprotective role of mitochondrial amyloid beta peptide-binding alcohol dehydrogenase against a cytotoxic aldehyde. Neurobiol. Aging. 2009; 30(2), 325-329. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    54. Dye R. V., Miller K. J., Singer E. J., Levine A. J. Hormone replacement therapy and risk for neurodegenerative diseases. Int. J. Alzheimers Dis. 2012; 2012, 258454. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    55. Yao J., Du H., Yan S. et al. Inhibition of Amyloid-beta (A beta) peptide-binding alcohol dehydrogenase-A beta interaction reduces a beta accumulation and improves mitochondrial function in a mouse model of Alzheimer's disease. J. Neurosci. 2011; 31(6), 2313-2320. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    56. Lim Y. A., Grimm A., Giese M. et al. Inhibition of the mitochondrial enzyme ABAD restores the amyloid-ß-mediated deregulation of estradiol. PLoS ONE. 2011; 6(12), e28887. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.