KADHERINE: STRUKTURA, KARAKTERISTIKE I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

U kadherini su transmembranski glikoproteini ovisan kalcija i odgovoran je za održavanje veze između stanica koje održavaju integritet tkiva kod životinja. Postoji više od 20 različitih vrsta kadherina, sve s oko 750 aminokiselina i koje su specifične za različite vrste stanica.

Stanične veze koje postižu kadherini su vremenom stabilne. Stoga ove molekule igraju važnu ulogu u razvoju oblika organizma tijekom embrionalnog razvoja (morfogeneza), kao i u održavanju strukture tkiva kako u embrionalnom stadiju tako i u odraslom životu.

Molekularni prikaz 1suh proteina, E-kadherina (epitela). Preuzeto i uredio: Jawahar Swaminathan i MSD osoblje iz Europskog instituta za bioinformatiku.

Neispravnost kadherina povezana je s razvojem različitih vrsta raka. Manjak adhezije ćelije putem kadherina jedan je od uzroka povećane pokretljivosti tumorskih stanica.

Molekule stanične adhezije

U višećelijskim organizmima stanice se moraju ujediniti kako bi sudjelovale u velikoj raznolikosti bioloških procesa koji omogućuju održavanje njihove cjelovitosti, razlikujući se od kolonijalnih jednoćelijskih organizama. Ti procesi uključuju, između ostalog, hemostazu, imunološki odgovor, morfogenezu i diferencijaciju.

Te se molekule razlikuju po svojoj strukturi, kao i po funkciji, u četiri skupine: integini, selektori, imunoglobulini i kadherini.

Povijest

Povijest kadherina vrlo je kratka, jer su poznati od njih vrlo malo. Tako je prvi kadherin otkriven u stanicama mišjih tkiva 1977. Znanstvenici su ovu molekulu nazvali uvomorulin.

U 1980-ima su u tkivima raznih vrsta otkrivene mnoge druge molekule kadherina. Nađeni su kadherini u ispitivanjima agregacije stanica ovisnih o kalcijumu. Svi su pripadali istoj skupini molekula zvanih klasični kadherini.

Posljednjih godina, zahvaljujući napretku u molekularnoj biologiji, znanstvenici su uspjeli identificirati još jedan važan broj kadherina, od kojih su neke njihove specifične funkcije nepoznate, a koje bi mogle imati i druge funkcije osim adhezije stanica.

Struktura

Kadherini su glikoproteini, tj. Molekule nastale udruživanjem proteina i ugljikohidrata. Sastoji se od 700 (obično 750) i 900 aminokiselina i imaju različite funkcionalne domene, što im omogućuje interakciju u prvom redu s drugim molekulama kadherina i s kalcijevim ionima.

Funkcionalne domene također omogućuju da se kadherini integriraju u plazma membranu, kao i da se povezuju s citoskeletom aktina. Većina lanca aminokiselina nalazi se u izvanćelijskoj regiji i normalno je diferencirana u pet domena, zvanih EC (EC1-EC5).

Svaka od tih domena ima oko 100 aminokiselina, s jednim ili dva mjesta koja vežu kalcij. Transmembransko područje nalazi se između vanjskog i unutarnjeg dijela stanice i prelazi membranu samo jednom.

S druge strane, dio kadherina koji se nalazi u stanici vrlo je konzervativan i sastoji se od 150 aminokiselina. Ova se domena veže za citoskelet aktina pomoću citosolnih proteina zvanih katenini.

vrste

Postoji više od 20 različitih vrsta kadherina koji su klasificirani na različite načine ovisno o autorima. Tako, na primjer, neki autori prepoznaju dvije skupine ili poddružine, dok drugi prepoznaju šest. Prema prvom, kadherini se mogu podijeliti na:

Klasične kadherine ili tip I

Nazivaju se i tradicionalnim kadherinima. U ovu skupinu spadaju kadherini koji su imenovani prema tkivu u kojem su prvi put pronađeni, kao što su E-kadherin (epitelni), N-kadherin (neuralni), P-kadherin (placenta), L-kadherin (jetra) i R-kadherin (mrežnica). Međutim, ti glikoproteini se mogu naći u različitim tkivima.

Na primjer, N-kadherin, osim što je prisutan u živčanom tkivu, može se nalaziti i u tkivima testisa, bubrega, jetre i srčane muskulature.

Atipični ili tipherini II

Naziva se i netradicionalnim ili neklasičnim. Uključuju desmogleine i desmoholine koji tvore spojnice na razini međućelijskih desmosoma. Postoje i protokaderini, za koje je karakteristično da nemaju spojeve s citoskeletom iz aktina.

Svi ti kadherini su, od strane nekih autora, odijeljeni od ostalih netradicionalnih, u tri neovisne skupine. Ostatak atipičnih kadherina uključuje T-kadherin, kojem nedostaju transmembranske i citoplazmatske domene, i varijantu E-kadherina, koji se nalazi izvan stanice i naziva se Evar-kadherin.

karakteristike

Oni su glikoproteini ovisni o kalcijumu koji se nalaze gotovo isključivo u životinjskim tkivima. Većina njih je jednopropusna transmembrana; drugim riječima, oni su prisutni u staničnoj membrani, prelazeći je sa jedne na drugu stranu samo jednom.

Kadherini uglavnom sudjeluju u sjedinjenju stanica koje imaju polularne fenotipske karakteristike (homotipske ili homofilne veze). Stanične veze koje čine ove molekule (kadherin-kadherinske veze) su oko 200 puta jače od ostalih protein-veza.

U tradicionalnim kadherinima citoplazmatska domena vrlo je konzervativna. To znači da je njegov sastav sličan u različitim kadherinima.

Značajke

Glavna funkcija kadherina je da omoguće trajne stanične veze tijekom vremena, za koje igraju temeljnu ulogu u procesima kao što su embrionalni razvoj, morfogeneza, diferencijacija i strukturno održavanje epitelnih tkiva u koži i crijevima, kao i tvorba aksona.

Ovu funkciju djelomično regulira terminal -COOH prisutan u unutarćelijskom dijelu ili domeni glikoproteina. Ovaj terminal u interakciji je s molekulama zvanim katenini, koji zauzvrat djeluju s elementima staničnog citoskeleta.

Ostale funkcije kadherina uključuju selektivnost (odabir koje druge stanice da se pridruži) i staničnu signalizaciju, uspostavljanje polarnosti stanica i regulaciju apoptoze. Potonji je mehanizam stanične smrti koji unutar organizma kontrolira isti organizam radi reguliranja svog razvoja.

Kadherini i rak

Neispravnost kadherina utječe na razvoj različitih vrsta raka. Taj kvar može biti posljedica promjena u ekspresiji kadherina i katenina, kao i aktiviranja signala koji sprječavaju pridruživanje stanica.

Ako ne uspijeva vezati kadherine na stanice, to omogućuje tumorskim stanicama da povećaju pokretljivost i oslobode se, zatim napadnu susjedna tkiva kroz limfne čvorove i krvne žile.

E-Kadherina Benigma od dojke. Mikrografija atipične lobularne hiperplazije. Preuzeto i uređeno iz: Nephron.

Kad te stanice dosegnu ciljne organe, oni upadaju i razmnožavaju se, dobivajući invazivne i metastatske znakove. Većina studija koja su kadherine povezala s kancerogenim procesima rasta usredotočila se na E-kadherin.

Ova vrsta kadherina sudjeluje, među ostalim, u karcinomu debelog crijeva, želuca, dojke, jajnika i pluća. Ovo, međutim, nije jedini kadherin povezan s karcinomom. N-kadherin, na primjer, igra ulogu u pleuralnim mezoteliomima i rabdomiosarkomima.

Reference

1. Kadherina. Na Wikipediji. Oporavilo s en.wikipedia.org
2. D. Leckband i A. Prakasam (2006). Mehanizam i dinamika adhezije kadherina. Godišnji pregled biomedicinskog inženjerstva.
3. F. Nolletl, P. Kools P i F. Van Roy (2000). Filogenetska analiza superfamilije Kadherina omogućuje identifikaciju šest glavnih podvrsta osim nekoliko samotnih članova. Časopis za molekularnu biologiju.
4. J. Günther i E. Pedernera-Astegiano (2011). E-kadherin: ključni element u neoplastičnoj transformaciji. Časopis za dokaze i klinička istraživanja.
5. L. Petruzzelli, M. Takami i D. Humes (1999). Struktura i djelovanje molekula adhezije ćelije. Američki časopis za medicinu.
6. U. Cavallaro i G. Christofori (2004). Stanična adhezija i signalizacija kadherina i Ig-CAM-a kod raka. Priroda Recenzije raka.