Cadherinas struktur, egenskaper og funksjoner

2408
Philip Kelley

De kadheriner de er kalsiumavhengige transmembrane glykoproteiner som er ansvarlige for å opprettholde foreningen mellom celler som gjør det mulig å opprettholde integriteten til vev hos dyr. Det er mer enn 20 forskjellige typer kadheriner, alle med omtrent 750 aminosyrer, og som er spesifikke for forskjellige typer celler..

Cellekryssene oppnådd av kadheriner er stabile over tid. Derfor spiller disse molekylene en viktig rolle i utviklingen av organismenes form under embryonal utvikling (morfogenese), så vel som i opprettholdelsen av vevsstrukturen både i embryonet og i voksenlivet..

Molekylær representasjon av 1suh protein, E-cadherin (epitel). Tatt og redigert fra: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Bioinformatics Institute [Public domain].

Feilfunksjonen til kadheriner er assosiert med utvikling av forskjellige krefttyper. Mangel på celleheft ved kadheriner er en av årsakene til økt motilitet i tumorceller.

Artikkelindeks

  • 1 Celleadhesjonsmolekyler
  • 2 Historie
  • 3 Struktur
  • 4 typer
    • 4.1 Klassiske kadheriner eller type I
    • 4.2 Atypiske eller Type II kadheriner
  • 5 funksjoner
  • 6 funksjoner
  • 7 kadheriner og kreft
  • 8 Referanser

Celleadhesjonsmolekyler

I flercellede organismer må celler forene seg for å delta i et stort mangfold av biologiske prosesser som gjør det mulig å opprettholde deres integritet, og dermed skille seg fra koloniale encellede organismer. Disse prosessene inkluderer blant annet hemostase, immunrespons, morfogenese og differensiering..

Disse molekylene skiller seg i struktur, så vel som i funksjon, i fire grupper: integriner, selectiner, immunglobuliner og kadheriner..

Historie

Historien til kadheriner er veldig kort, siden de bare har vært kjent i kort tid. Dermed ble den første kadherinen oppdaget i celler fra musevev i 1977. Forskere kalte dette molekylet uvomorulin.

På 1980-tallet ble mange andre kadherinmolekyler oppdaget i vev fra forskjellige arter. Disse kadherinene ble funnet i kalsiumavhengige celleaggregeringsanalyser. Alle tilhørte den samme gruppen av molekyler som kalles klassiske kadheriner..

De siste årene, og takket være fremskritt innen molekylærbiologi, har forskere klart å identifisere et annet viktig antall kadheriner, hvorav deres spesifikke funksjon er ukjent, og som kan ha andre funksjoner enn celleheft..

Struktur

Kadheriner er glykoproteiner, det vil si molekyler dannet av assosiasjonen av et protein og et karbohydrat. De består av mellom 700 (vanligvis 750) og 900 aminosyrer, og har forskjellige funksjonelle domener, som tillater dem å samhandle med andre kadherinmolekyler og med kalsiumioner i utgangspunktet..

Funksjonelle domener tillater også kadheriner å integreres i plasmamembranen, så vel som å assosiere seg med aktincytoskjelettet. Det meste av aminosyrekjeden er lokalisert i det ekstracellulære området og skiller seg normalt ut i fem domener, kalt EC (EC1 - EC5).

Hvert av disse domenene har omtrent 100 aminosyrer, med ett eller to kalsiumbindende steder. Den transmembrane regionen er plassert mellom den ytre og indre delen av cellen og krysser membranen bare en gang.

På den annen side er den delen av kadheriner som er funnet inne i cellen svært konservativ og består av 150 aminosyrer. Dette domenet binder seg til aktincytoskjelettet gjennom cytosoliske proteiner kalt kateniner..

Typer

Det er mer enn 20 forskjellige typer kadheriner, som er klassifisert på forskjellige måter, avhengig av forfatterne. Dermed anerkjenner for eksempel noen forfattere to grupper eller underfamilier, mens andre kjenner igjen seks. I følge den tidligere kan kadheriner deles inn i:

Klassiske kadheriner eller type I

Også kalt tradisjonelle kadheriner. Inkludert i denne gruppen er kadherinene som ble navngitt i henhold til vevet der de ble funnet, for eksempel E-cadherin (epitel), N-cadherin (nevral), P-cadherin (placenta), L-cadherin (lever) og R-cadherin (netthinnen). Imidlertid kan disse glykoproteinene finnes i forskjellige vev..

For eksempel kan N-cadherin, i tillegg til å være tilstede i nevrale vev, også være lokalisert i vev i testiklene, nyre-, lever- og hjertemuskulaturen..

Atypiske eller Type II kadheriner

Også kalt ikke-tradisjonell eller ikke-klassisk. De inkluderer desmogleins og desmocholins, som danner kryss på nivået av intercellular desmosomes. Det er også protokadherinene, preget av manglende forbindelser til aktin-cytoskjelettet.

Alle disse kadherinene er skilt fra andre ikke-tradisjonelle, av noen forfattere, i tre uavhengige grupper. Resten av de atypiske kadherinene inkluderer T-cadherin, som mangler transmembrane og cytoplasmatiske domener, og en variant av E-cadherin, som finnes utenfor cellen og kalles Evar-cadherin..

Kjennetegn

De er kalsiumavhengige glykoproteiner som finnes nesten utelukkende i dyrevev. De fleste av dem er enkeltpass transmembran; det vil si at de er til stede i cellemembranen og krysser den fra side til side bare en gang.

Kadheriner deltar hovedsakelig i foreningen mellom celler som presenterer semilar fenotypiske egenskaper (homotypiske eller homofile bindinger). Cellebindinger laget av disse molekylene (kadherin-kadherinbindinger) er omtrent 200 ganger sterkere enn andre protein-proteinbindinger..

I tradisjonelle kadheriner er det cytoplasmatiske domenet svært konservativt. Dette betyr at sammensetningen er lik i de forskjellige kadheriner..

Funksjoner

Hovedfunksjonen til kadheriner er å tillate permanente cellekryss over tid, som de spiller en grunnleggende rolle i prosesser som embryonal utvikling, morfogenese, differensiering og strukturell vedlikehold av epitelvev i huden og tarmen, samt axondannelsen.

Denne funksjonen reguleres delvis av -COOH-terminalen som er tilstede i den intracellulære delen eller domenet til glykoproteinet. Denne terminalen samhandler med molekyler som kalles kateniner, som igjen samhandler med elementer i celleskjelettet.

Andre funksjoner til kadheriner inkluderer selektivitet (å velge hvilken annen celle som skal bli med) og cellesignalisering, etablering av cellepolaritet og regulering av apoptose. Sistnevnte er en mekanisme for celledød som kontrolleres internt av samme organisme for å regulere dens utvikling.

Kadheriner og kreft

Feilfunksjonen til kadheriner er involvert i utviklingen av ulike kreftformer. Denne feilen kan skyldes endringer i ekspresjonen av kadheriner og kateniner, samt aktivering av signaler som hindrer cellene i å bli sammen..

Ved å mislykkes i cellebinding av kadheriner, lar dette tumorceller øke motiliteten og frigjøres, for deretter å invadere tilstøtende vev gjennom lymfeknuter og blodkar.

E-Cadherina Benigma fra brystet. Mikrografi av atypisk lobular hyperplasi. Tatt og redigert fra: Nephron [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Når disse cellene når målorganene, invaderer de og sprer seg, og får invasive og metastatiske karakterer. De fleste arbeidene som har relatert kadheriner til kreftfremkallende vekstprosesser, har fokusert på E-cadherin.

Denne typen kadherin er involvert i tykktarm, mage, bryst, eggstokkreft og lungekreft, blant andre. Dette er imidlertid ikke det eneste kadherinet som er knyttet til kreft. N-cadherin, for eksempel, spiller en rolle i pleural mesotheliomas og rabdomyosarcomas.

Referanser

  1. Cadherin. På Wikipedia. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org
  2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Mekanisme og dynamikk av kadherinadhesjon. Årlig gjennomgang av biomedisinsk teknikk.
  3. F. Nolletl, P. Kools P og F. Van Roy (2000). Fylogenetisk analyse av Cadherin-superfamilien tillater identifisering av seks store underfamilier ved siden av flere ensomme medlemmer. Journal of Molecular Biology.
  4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: nøkkelelement i neoplastisk transformasjon. Journal of Evidence and Clinical Research.
  5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Struktur og funksjon av celleadhesjonsmolekyler. American Journal of Medicine.
  6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Celleadhesjon og signalisering av kadheriner og Ig-CAM i kreft. Naturanmeldelser Kreft.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.