Stahl, UlfJäger, Sebastian2015-11-202009-10-052009-10-052009-10-05urn:nbn:de:kobv:83-opus-23485https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2553http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2256Die Alzheimer Krankheit ist die häufigste Form der Demenz. Charakteristische Merkmale der Erkrankung sind die Entstehung von neurofibrillären Bündeln und die Ablagerung von Aβ-Plaques im Gehirn der Betroffenen. Die Aβ-Plaques bestehen hauptsächlich aus Amyloid β-Peptiden (Aβ), welche durch sequentielle proteolytische Spaltung des Amyloid-Precursor-Proteins (APP) durch β-Sekretasen und γ-Sekretasen freigesetzt werden. Die schwedische Doppelmutation im APP (APPswe) verstärkt die β-Sekretase-Prozessierung und verursacht so eine stark erhöhte Aβ-Sekretion. Wir zeigen durch den Vergleich von stabil überexprimierenden Zellen, dass wildtyp APP und APPswe zum größten Teil durch unterschiedliche β-Sekretase-Aktivitäten geschnitten werden. Während die β-Sekretase-Prozessierung von wildtyp APP hauptsächlich oder ausschließlich in endozytotischen Kompartimenten erfolgt, wird die amyloidogene Prozessierung beim APP mit der schwedischen Mutation größtenteils im sekretorischen Transportweg, vermutlich in vom Golgi abgeschnürten sekretorischen Vesikeln, initiiert. Ungeachtet der unveränderten APPsβswe-Sekretion verursachen Mutationen im Endozytosesignal von schwedischem APP eine starke Abnahme der C99-Fragmente und infolgedessen eine 50%ige Abnahme sowohl der Aβ40- als auch der Aβ42-Produktion. Wir zeigen, dass diese stark erniedrigte C99-Menge von internalisierungsdefizientem APPswe durch eine α-Sekretase-vermittelte Umwandlung der C99-Fragmente in C83 verursacht wird. Zudem trägt diese Prozessierung der C99-Fragmente durch die α-Sekretase neben der verminderten β-Sekretase Prozessierung zu der stark erniedrigten Aβ-Produktion von internalisierungsdefizientem wildtyp APP bei. Dagegen verursachte die Inhibition der α-Sekretase-Prozessierung sowohl im schwedischen APP, im wildtyp APP als auch im C99 eine stark erhöhte Aβ-Sekretion. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die α-Sekretase-Prozessierung von C99 ein physiologisches Ereignis der APP-Prozessierung ist, das die Aβ-Sekretion limitiert.Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia. AD is characterised by the formation of neurofibrillary bundles and Aβ plaques in the brain. The Aβ plaques consist mainly of the amyloid-β peptide (Aβ). According to the Amyloid-Hypothesis aberrant production of Aβ peptides, in particular of the longer more aggregation-prone Aβ42, is the primary cause driving AD pathogenesis. The Aβ peptides are released by sequential proteolytic cleavage of the amyloid precursor protein (APP) by β-secretase and γ-secretase. It has been suggested that the Swedish familial Alzheimer disease (APPswe) mutation not only amplifies β-secretase cleavage of the amyloid-precursor-protein (APP), but also shifts the liberation of Aβ to a different location within the cell. By comparison of stable expressed APPwt with APPswe that comprise mutations of the endocytosis motif NPXY, we show here the existence of two different sites of BACE activity for APPswe and APPwt, respectively. While our results reveal that β-secretase cleavage of APPwt occurs mainly in endocytotic compartments, we confirm that the shedding of APPswe results from an activity localised in the late secretory pathway. Anyway, despite of unchanged β-secretase shedding several different mutations of the APPswe internalization motif strongly reduced C99 levels, which substantially decreased the release of Aβ. We point out, that α- secretase mediated conversion of C99 into C83 is the main cause of this Aβ reduction. Additionally, this α-secretase mediated processing of C99 also contributes to the strongly decreased Aβ-production of internalisation deficient wildtype APP. Therefore, inhibition of α-secretase cleavage of wildtype APP, APPswe as well as C99 increased Aβ-secretion. This indicates that the α-secretase processing of C99 is a physiological event, which limits Aß generation.de570 Biowissenschaften; BiologieAlzheimer KrankheitAmyloid Precursor ProteinAmyloid-beta PeptidC99Α-SekretaseAlzheimer’s DiseaseAmyloid Precursor ProteinAmyloid-beta-peptideC99Α-secretase cleavageDoctoral Thesis