KADHERINER: STRUKTUR, EGENSKAPER OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

De kadheriner är transmembran-glykoproteiner beroende kalcium och ansvarar för att upprätthålla förbindelsen mellan celler som bibehåller integriteten av vävnader hos djur. Det finns mer än 20 olika typer av kadheriner, alla med cirka 750 aminosyror, och som är specifika för olika typer av celler.

De cellbindningar som uppnås med kadheriner är stabila över tid. Av denna anledning spelar dessa molekyler en viktig roll i utvecklingen av organismens form under embryonal utveckling (morfogenes), såväl som i upprätthållandet av vävnadsstrukturen både i embryonstadiet och i vuxenlivet.

Molekylär framställning av 1suh-proteinet, E-cadherin (epitel). Hämtad och redigerad från: Jawahar Swaminathan och MSD-personal vid European Bioinformatics Institute.

Fel på kadheriner är förknippat med utvecklingen av olika typer av cancer. Brist på cellvidhäftning genom kadheriner är en av orsakerna till ökad rörlighet hos tumörceller.

Celladhesionsmolekyler

I multicellulära organismer måste celler förena sig för att delta i en stor mångfald av biologiska processer som möjliggör att upprätthålla deras integritet och därmed differentiera sig från koloniala enhetscellulära organismer. Dessa processer inkluderar bland annat hemostas, immunsvar, morfogenes och differentiering.

Dessa molekyler skiljer sig i sin struktur, såväl som i sin funktion, i fyra grupper: integriner, selectiner, immunoglobuliner och kadheriner.

Historia

Cadherins historia är mycket kort eftersom de har varit kända för väldigt lite. Således upptäcktes det första cadherinet i celler från musvävnader 1977. Forskare kallade denna molekyl uvomorulin.

På 1980-talet upptäcktes många andra cadherinmolekyler i vävnader från olika arter. Dessa kadheriner hittades i kalciumberoende cellaggregeringsanalyser. Alla tillhörde samma grupp molekyler som kallas klassiska kadheriner.

Under senare år, och tack vare framstegen inom molekylärbiologi, har forskare lyckats identifiera ett annat viktigt antal kadheriner, varav deras specifika funktion är okänd, och som kan ha andra funktioner än cellhäftning.

Strukturera

Kadheriner är glykoproteiner, det vill säga molekyler som bildas genom förening av ett protein och ett kolhydrat. De består av mellan 700 (vanligtvis 750) och 900 aminosyror och har olika funktionella domäner, som tillåter dem att interagera i första hand med andra kadherinmolekyler och med kalciumjoner.

Funktionella domäner tillåter också kadheriner att integreras i plasmamembranet såväl som att associeras med aktincytoskeletten. De flesta av aminosyrakedjorna är belägna i den extracellulära regionen och är normalt uppdelade i fem domäner, kallad EC (EC1-EC5).

Var och en av dessa domäner har ungefär 100 aminosyror med en eller två kalciumbindande platser. Transmembranområdet är beläget mellan den yttre och inre delen av cellen och korsar membranet endast en gång.

Å andra sidan är den del av kadheriner som finns i cellen mycket konservativ och består av 150 aminosyror. Denna domän binder till aktincytoskelettet med hjälp av cytosoliska proteiner som kallas kateniner.

typer

Det finns mer än 20 olika typer av kadheriner, som klassificeras på olika sätt beroende på författarna. Således känner till exempel vissa författare två grupper eller underfamilier, medan andra känner igen sex. Enligt det förra kan kadheriner delas in i:

Klassiska kadheriner eller typ I

Kallas också traditionella kadheriner. Inkluderade i denna grupp är kadherinerna som namngavs enligt vävnaden där de först hittades, såsom E-cadherin (epitel), N-cadherin (neural), P-cadherin (placenta), L-cadherin ( lever) och R-cadherin (näthinna). Dessa glykoproteiner kan emellertid hittas i olika vävnader.

Exempelvis kan N-cadherin, förutom att vara närvarande i nervvävnad, också vara belägen i vävnader i testiklarna, njurarna, levern och hjärtmuskeln.

Atypiska eller typ II kadheriner

Kallas också icke-traditionell eller icke-klassisk. De inkluderar desmogleins och desmocholins, som bildar korsningar på nivån av intercellulära desmosomer. Det finns också protokadherinerna, kännetecknade av bristande anslutningar till aktincytoskeletten.

Alla dessa kadheriner är separerade från andra icke-traditionella, av vissa författare, i tre oberoende grupper. Resten av de atypiska kadherinerna inkluderar T-cadherin, som saknar transmembran- och cytoplasmatiska domäner, och en variant av E-cadherin, som finns utanför cellen och kallas Evar-cadherin.

egenskaper

De är kalciumberoende glykoproteiner som nästan uteslutande finns i djurvävnader. De flesta av dem är enkelpass-transmembran; med andra ord, de finns i cellmembranet och korsar det från sida till sida endast en gång.

Kadheriner deltar huvudsakligen i föreningen mellan celler som uppvisar semilar fenotypiska egenskaper (homotypiska eller homofila bindningar). Cellbindningarna som gjorts av dessa molekyler (cadherin-cadherinbindningar) är cirka 200 gånger starkare än andra protein-proteinbindningar.

I traditionella kadheriner är den cytoplasmiska domänen mycket konservativ. Detta betyder att dess sammansättning är likartad i de olika kadherinerna.

Funktioner

Cadherins huvudfunktion är att tillåta permanenta cellkorsningar över tid, varför de spelar en grundläggande roll i processer som embryonal utveckling, morfogenes, differentiering och strukturellt underhåll av epitelvävnader i huden och tarmen, såväl som axonbildning.

Denna funktion regleras delvis av -COOH-terminalen närvarande i den intracellulära delen eller domänen av glykoproteinet. Denna terminal interagerar med molekyler som kallas kateniner, som i sin tur interagerar med element i cellens cytoskelett.

Andra funktioner av kadheriner inkluderar selektivitet (välja vilken annan cell som ska gå med) och cellsignalering, etablering av cellpolaritet och reglering av apoptos. Den senare är en mekanism för celldöd som kontrolleras internt av samma organisme för att reglera dess utveckling.

Kadheriner och cancer

Fel på kadheriner är involverat i utvecklingen av olika typer av cancer. Denna funktionsfel kan bero på modifieringar i uttrycket av kadheriner och kateniner, såväl som aktiveringen av signaler som hindrar celler från att gå ihop.

Genom att misslyckas cellbindningen av kadheriner tillåter detta tumörceller att öka deras rörlighet och frigöras och invaderar sedan intilliggande vävnader genom lymfkörtlar och blodkärl.

E-Cadherina Benigma från bröstet. Mikrografik av atypisk lobular hyperplasi. Hämtad och redigerad från: Nephron.

När dessa celler når målorganen, invaderar de och sprider sig och får invasiva och metastatiska karaktärer. De flesta studier som har relaterat cadheriner till cancerframkallande tillväxtprocesser har fokuserat på E-cadherin.

Denna typ av cadherin är inblandad i cancer i kolon, mage, bröst, äggstockar och lungor. Detta är emellertid inte det enda cadherinet som är kopplat till cancer. N-cadherin, till exempel, spelar en roll i pleural mesoteliom och rabdomyosarkom.

referenser

1. Cadherin. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Mekanism och dynamik för kadherin vidhäftning. Årlig granskning av biomedicinsk teknik.
3. F. Nolletl, P. Kools P, & F. Van Roy (2000). Filogenetisk analys av Cadherin Superfamily möjliggör identifiering av sex större underfamiljer bredvid flera ensamma medlemmar. Journal of Molecular Biology.
4. J. Günther & E. Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: ett viktigt element i neoplastisk transformation. Journal of Evidence and Clinical Research.
5. L. Petruzzelli, M. Takami & D. Humes (1999). Struktur och funktion av cellhäftningsmolekyler. American Journal of Medicine.
6. U. Cavallaro & G. Christofori (2004). Cellvidhäftning och signalering av kadheriner och Ig-CAM i cancer. Naturrecensioner Cancer.