KADHERINER: STRUKTUR, EGENSKABER OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De cadheriner er transmembrane glycoproteiner afhængige calcium og ansvarlig for at opretholde forbindelse mellem celler, som opretholder integriteten af væv i dyr. Der er mere end 20 forskellige typer cadheriner, alle med omkring 750 aminosyrer, og som er specifikke for forskellige typer celler.

Cellebindinger opnået med cadheriner er stabile over tid. Af denne grund spiller disse molekyler en vigtig rolle i udviklingen af ​​organismens form under embryonisk udvikling (morfogenese) såvel som i vedligeholdelsen af ​​strukturen af ​​væv både i embryonetrinnet og i voksenlivet.

Molekylær repræsentation af 1 suges protein, E-cadherin (epitel). Taget og redigeret fra: Jawahar Swaminathan og MSD-personale ved European Bioinformatics Institute.

Funktionen af ​​cadheriner er forbundet med udviklingen af ​​forskellige typer kræft. Mangel på celleadhæsion gennem cadheriner er en af ​​årsagerne til øget mobilitet af tumorceller.

Celleadhæsionsmolekyler

I multicellulære organismer skal celler forene sig for at deltage i en stor mangfoldighed af biologiske processer, der tillader opretholdelse af deres integritet og således adskiller sig fra koloniale enhedscellulære organismer. Disse processer inkluderer blandt andet hæmostase, immunrespons, morfogenese og differentiering.

Disse molekyler er forskellige i deres struktur såvel som i deres funktion i fire grupper: integriner, selectiner, immunoglobuliner og cadheriner.

Historie

Cadherins historie er meget kort, da de har været kendt for meget lidt. Således blev den første cadherin opdaget i celler fra musevæv i 1977. Forskere kaldte dette molekyle uvomorulin.

I 1980'erne blev mange andre cadherinmolekyler opdaget i væv fra forskellige arter. Disse cadheriner blev fundet i calciumafhængige celle-aggregeringsassays. Alle tilhørte den samme gruppe molekyler kaldet klassiske cadheriner.

I de senere år, og takket være fremskridt inden for molekylærbiologi, har videnskabsmænd formået at identificere et andet vigtigt antal cadheriner, hvoraf deres specifikke funktion er ukendt, og som kunne have andre funktioner end celleadhæsion.

Struktur

Kadheriner er glycoproteiner, det vil sige molekyler dannet ved foreningen af ​​et protein og et kulhydrat. De består af mellem 700 (sædvanligvis 750) og 900 aminosyrer og har forskellige funktionelle domæner, som giver dem mulighed for at interagere i første omgang med andre cadherinmolekyler og med calciumioner.

Funktionelle domæner tillader også cadheriner at integrere i plasmamembranen såvel som at associere dem med actin-cytoskelettet. Det meste af aminosyrekæden er placeret i den ekstracellulære region og er normalt opdelt i fem domæner, kaldet EC (EC1-EC5).

Hvert af disse domæner har ca. 100 aminosyrer med et eller to calciumbindende steder. Transmembranområdet er placeret mellem den ydre og indre del af cellen og krydser membranen kun én gang.

På den anden side er den del af cadheriner, der findes inde i cellen, meget konservativ og består af 150 aminosyrer. Dette domæne binder til actincytoskelettet ved hjælp af cytosoliske proteiner kaldet cateniner.

typer

Der er mere end 20 forskellige typer cadheriner, som klassificeres på forskellige måder afhængigt af forfatterne. For eksempel genkender nogle forfattere to grupper eller underfamilier, mens andre genkender seks. I henhold til førstnævnte kan cadheriner opdeles i:

Klassiske kadheriner eller type I

Også kaldet traditionelle cadheriner. Inkluderet i denne gruppe er cadheriner, der blev navngivet i henhold til det væv, hvor de først blev fundet, såsom E-cadherin (epitel), N-cadherin (neural), P-cadherin (placenta), L-cadherin (lever) og R-cadherin (nethinde). Imidlertid kan disse glycoproteiner findes i forskellige væv.

F.eks. Kan N-cadherin ud over at være til stede i neuralt væv også lokaliseres i væv fra testikler, nyre, lever og hjertemuskulatur.

Atypiske eller type II cadheriner

Også kaldet ikke-traditionel eller ikke-klassisk. De inkluderer desmogleiner og desmocholiner, der danner kryds på niveau med intercellulære desmosomer. Der er også protocadherinerne, der er kendetegnet ved manglende forbindelser til actin-cytoskelettet.

Alle disse cadheriner er adskilt fra andre ikke-traditionelle, af nogle forfattere, i tre uafhængige grupper. Resten af ​​de atypiske cadheriner inkluderer T-cadherin, der mangler transmembrane og cytoplasmatiske domæner, og en variant af E-cadherin, som findes uden for cellen og kaldes Evar-cadherin.

egenskaber

De er calciumafhængige glycoproteiner, der findes næsten udelukkende i dyrevæv. De fleste af dem er enkeltpassetransmembran; med andre ord, de er til stede i cellemembranen og krydser den fra side til side kun én gang.

Kadheriner deltager hovedsageligt i foreningen mellem celler, der præsenterer semilære fænotypiske egenskaber (homotype eller homofile bindinger). Cellebindinger fremstillet af disse molekyler (cadherin-cadherinbindinger) er omkring 200 gange stærkere end andre protein-proteinbindinger.

I traditionelle cadheriner er det cytoplasmatiske domæne meget konservativ. Dette betyder, at dens sammensætning er ens i de forskellige cadheriner.

Funktioner

Cadherins hovedfunktion er at tillade permanente celleforbindelser over tid, hvorfor de spiller en grundlæggende rolle i processer såsom embryonal udvikling, morfogenese, differentiering og strukturel vedligeholdelse af epitelvæv i huden og tarmen samt dannelse af akson.

Denne funktion reguleres delvist af -COOH-terminalen, der er til stede i den intracellulære del eller domæne af glycoproteinet. Denne terminal interagerer med molekyler kaldet cateniner, som igen interagerer med elementer i cellens cytoskelet.

Andre funktioner af cadheriner inkluderer selektivitet (valg af hvilken anden celle der skal tilsluttes) og cellesignalering, etablering af cellepolaritet og regulering af apoptose. Sidstnævnte er en mekanisme for celledød, der styres internt af den samme organisme for at regulere dens udvikling.

Kadheriner og kræft

Funktionen af ​​cadheriner er involveret i udviklingen af ​​forskellige typer kræft. Denne fejlfunktion kan skyldes ændringer i ekspressionen af ​​cadheriner og cateniner samt aktivering af signaler, der forhindrer celler i at blive sammen.

Ved at svigte cindebindingen af ​​cadheriner tillader dette tumorceller at øge deres bevægelighed og frigøres og derefter invadere tilstødende væv gennem lymfeknuder og blodkar.

E-Cadherina Benigma fra bryst. Mikrograf af atypisk lobular hyperplasi. Taget og redigeret fra: Nephron.

Når disse celler når målorganerne, invaderer de og spredes, hvilket får invasive og metastatiske tegn. De fleste af de undersøgelser, der har relateret cadheriner til kræftfremkaldende vækstprocesser, har fokuseret på E-cadherin.

Denne type cadherin er blandt andet involveret i tyktarms-, mave-, bryst-, æggestokk- og lungekræft. Dette er dog ikke det eneste cadherin, der er knyttet til kræft. N-cadherin spiller for eksempel en rolle i pleurale mesotheliomer og rhabdomyosarkomer.

Referencer

1. Cadherin. På Wikipedia. Gendannet fra en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Mekanisme og dynamik ved cadherin vedhæftning. Årlig gennemgang af biomedicinsk teknik.
3. F. Nolletl, P. Kools P, & F. Van Roy (2000). Filogenetisk analyse af Cadherin Superfamily tillader identifikation af seks større underfamilier ved siden af ​​flere ensomme medlemmer. Journal of Molecular Biology.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: et nøgleelement i neoplastisk transformation. Journal of Evidence and Clinical Research.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Struktur og funktion af celleadhæsionsmolekyler. American Journal of Medicine.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Celleadhæsion og signalering af cadheriner og Ig-CAM'er i kræft. Naturanmeldelser Kræft.