KADTERINAI: STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Į cadherins yra transmembraninis glikoproteinų priklausomas kalcio ir atsakingas už tarp ląstelių, kad išlaikyti audinių vientisumą gyvūnų ryšį. Yra daugiau nei 20 skirtingų tipų kadherinų, kurių kiekvienoje yra apie 750 aminorūgščių ir kurie būdingi skirtingoms ląstelių rūšims.

Kadherinų pasiektos ląstelių jungtys laikui bėgant yra stabilios. Todėl šios molekulės vaidina svarbų vaidmenį formuojant organizmą embriono vystymosi metu (morfogenezė), taip pat palaikant audinių struktūrą tiek embriono stadijoje, tiek suaugusio žmogaus gyvenime.

1suh baltymo, E-kadherino (epitelio) molekulinis vaizdas. Paimta ir redaguota iš: Jawahar Swaminathan ir MSD darbuotojų Europos bioinformatikos institute.

Kadherinų gedimas yra susijęs su įvairių rūšių vėžio išsivystymu. Ląstelių adhezijos per kadherinus trūkumas yra viena iš padidėjusių navikinių ląstelių judrumo priežasčių.

Ląstelių adhezijos molekulės

Daugia ląstelių organizmuose ląstelės turi susivienyti, kad galėtų dalyvauti dideliame biologinių procesų, leidžiančių išlaikyti jų vientisumą, įvairovėje, taip atskirti save nuo kolonijinių vienaląsčių organizmų. Šie procesai, be kita ko, apima hemostazę, imuninį atsaką, morfogenezę ir diferenciaciją.

Šios molekulės skiriasi savo struktūra ir funkcija pagal keturias grupes: integrinus, selektus, imunoglobulinus ir kadherinus.

Istorija

Kadherinų istorija yra labai trumpa, nes jie buvo žinomi labai mažai. Taigi, 1977 m. Pelių audinių ląstelėse buvo atrastas pirmasis kadherinas. Mokslininkai šią molekulę pavadino uvomorulinu.

Devintajame dešimtmetyje įvairių rūšių audiniuose buvo aptikta daugybė kitų kadherino molekulių. Šie kadherinai buvo rasti atliekant kalcio priklausomus ląstelių agregacijos tyrimus. Visi jie priklausė tai pačiai molekulių grupei, vadinamai klasikiniais kadherinais.

Pastaraisiais metais, dėka molekulinės biologijos pažangos, mokslininkams pavyko nustatyti dar vieną svarbų kadherinų skaičių, kai kurių jų specifinė funkcija nežinoma ir kurie galėtų atlikti kitas funkcijas nei ląstelių adhezija.

Struktūra

Kadherinai yra glikoproteinai, tai yra molekulės, susidariusios sujungiant baltymą ir angliavandenį. Jie yra sudaryti iš 700 (paprastai 750) ir 900 aminorūgščių ir turi skirtingus funkcinius domenus, kurie pirmiausia leidžia jiems sąveikauti su kitomis kadherino molekulėmis ir su kalcio jonais.

Funkciniai domenai taip pat leidžia kadherinams integruotis į plazmos membraną, taip pat susieti su aktino citoskeletu. Didžioji dalis aminorūgščių grandinės yra tarpląsteliniame regione ir paprastai yra diferencijuojama į penkias sritis, vadinamas EC (EC1-EC5).

Kiekvienoje iš šių sričių yra apytiksliai 100 aminorūgščių su viena ar dviem kalcį rišančiomis vietomis. Transmembraninė sritis yra tarp išorinės ir vidinės ląstelės dalies ir kerta membraną tik vieną kartą.

Kita vertus, ląstelių viduje esanti kadherinų dalis yra labai konservatyvi ir susideda iš 150 amino rūgščių. Šis domenas jungiasi su aktino citoskeletu per citozolinius baltymus, vadinamus kateninais.

Tipai

Yra daugiau nei 20 skirtingų rūšių kadherinų, kurie klasifikuojami skirtingai, atsižvelgiant į autorius. Pavyzdžiui, kai kurie autoriai atpažįsta dvi grupes ar pošeimius, kiti - šešias. Anot pirmosios, kadherinus galima suskirstyti į:

Klasikiniai Cadherines arba I tipo

Taip pat vadinami tradiciniais kadherinais. Į šią grupę patenka kadherinai, kurie buvo pavadinti pagal audinį, kuriame jie pirmą kartą buvo rasti, pvz., E-kadherinas (epitelis), N-kadherinas (neuronas), P-kadherinas (placentos), L-kadherinas ( kepenys) ir R-kadherinas (tinklainė). Tačiau šių glikoproteinų galima rasti skirtinguose audiniuose.

Pavyzdžiui, N-kadherinas, be to, kad yra nervų audinyje, taip pat gali būti sėklidžių, inkstų, kepenų ir širdies raumenų audiniuose.

Netipiniai arba II tipo kadherinai

Taip pat vadinamas netradiciniu ar neklasikiniu. Jie apima desmogleinus ir desmocholinus, kurie formuoja sankryžas tarpląstelinių desmosomų lygyje. Taip pat yra protocadherinų, kuriems būdingas nepakankamas ryšys su aktino citoskeletu.

Kai kurie autoriai visi šie kadherinai yra atskirti nuo kitų netradicinių į tris nepriklausomas grupes. Likusius netipinius kadherinus sudaro T-kadherinas, kuriam trūksta transmembraninių ir citoplazminių domenų, ir E-kadherino variantas, kuris randamas už ląstelės ribų ir vadinamas Evar-kadherinu.

charakteristikos

Tai yra nuo kalcio priklausomi glikoproteinai, randami beveik tik gyvūnų audiniuose. Dauguma jų yra vienkartinės transmembraninės; kitaip tariant, jie yra ląstelės membranoje, kerta ją tik iš vienos pusės į kitą.

Cadherinai daugiausia dalyvauja jungtyje tarp ląstelių, turinčių pusiau fenotipines savybes (homotipinius ar homofilinius ryšius). Šių molekulių surišti ląstelių ryšiai (kadherino ir kadherino ryšiai) yra apie 200 kartų stipresni nei kiti baltymų ir baltymų ryšiai.

Tradiciniuose kadherinuose citoplazmos sritis yra labai konservatyvi. Tai reiškia, kad jo sudėtis skirtinguose kadherinuose yra panaši.

funkcijos

Pagrindinė kadherinų funkcija yra leisti laikui bėgant sudaryti nuolatines ląstelių jungtis, kurioms jie atlieka esminį vaidmenį tokiuose procesuose kaip embriono vystymasis, morfogenezė, diferenciacija ir epitelinių audinių palaikymas odoje ir žarnyne, taip pat aksonų susidarymas.

Šią funkciją iš dalies reguliuoja -COOH terminalas, esantis glikoproteino intraląstelinėje dalyje arba srityje. Šis terminalas sąveikauja su molekulėmis, vadinamomis kateninais, kurios savo ruožtu sąveikauja su ląstelės citoskeleto elementais.

Kitos kadherinų funkcijos apima selektyvumą (pasirenkant, kuri kita ląstelė prisijungs) ir ląstelių signalizavimą, ląstelių poliškumo nustatymą ir apoptozės reguliavimą. Pastarasis yra ląstelių žūties mechanizmas, kurį kontroliuoja tas pats organizmas, kad būtų reguliuojamas jo vystymasis.

Cadherins ir vėžys

Kadherinų gedimas susijęs su įvairių rūšių vėžiu. Šis sutrikimas gali atsirasti dėl kadherinų ir kateninų ekspresijos modifikacijų, taip pat dėl ​​signalų, neleidžiančių ląstelėms prisijungti, suaktyvinimo.

Nepavykus pritvirtinti kadherinų prie ląstelių, tai leidžia navikinėms ląstelėms padidinti judrumą ir išlaisvinti, tada per limfmazgius ir kraujagysles įsibrauti į gretimus audinius.

E-Cadherina Benigma iš krūties. Netipinės lobulinės hiperplazijos mikrografija. Paimta ir redaguota iš: Nephron.

Kai šios ląstelės pasiekia tikslinius organus, jos įsiveržia ir dauginasi, gaudamos invazinius ir metastazinius požymius. Daugelio tyrimų, kuriuose kadadinai buvo siejami su kancerogeniniais augimo procesais, pagrindinis dėmesys buvo skiriamas E-kadherinui.

Šio tipo kadherinas, be kita ko, yra susijęs su storosios žarnos, skrandžio, krūties, kiaušidžių ir plaučių vėžiu. Tačiau tai nėra vienintelis kadherinas, susijęs su vėžiu. Pavyzdžiui, N-kadherinas vaidina vaidmenį pleuros mezoteliomose ir rabdomiozarkomose.

Nuorodos

1. Kadherinas. Vikipedijoje. Atkurta iš en.wikipedia.org
2. D. Leckbandas ir A. Prakasamas (2006). Kadherino adhezijos mechanizmas ir dinamika. Metinė biomedicinos inžinerijos apžvalga.
3. F. Nolletl, P. Kools P ir F. Van Roy (2000). „Cadherin“ superšeimos filogenetinė analizė leidžia identifikuoti šešis pagrindinius porūšius šalia kelių vienišų narių. Žurnalas apie molekulinę biologiją.
4. J. Güntheris ir E. Pedernera-Astegiano (2011). E-kadherinas: pagrindinis neoplastinių virsmų elementas. Įrodymų ir klinikinių tyrimų žurnalas.
5. L. Petruzzelli, M. Takami ir D. Humes (1999). Ląstelių adhezijos molekulių struktūra ir funkcija. Amerikos medicinos žurnalas.
6. U. Cavallaro ir G. Christofori (2004). Kadherinų ir Ig-CAM ląstelių adhezija ir signalizacija esant vėžiui. Gamta Apžvalgos Vėžys.