KADHERINER: STRUKTUR, EGENSKAPER OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De cadheriner er transmembran-glykoproteiner avhengige kalsium og er ansvarlig for å opprettholde forbindelsen mellom celler som opprettholder integriteten av vev hos dyr. Det er mer enn 20 forskjellige typer kadheriner, alle med rundt 750 aminosyrer, og som er spesifikke for forskjellige typer celler.

Cellebindingen oppnådd med kadheriner er stabile over tid. Av denne grunn spiller disse molekylene en viktig rolle i utviklingen av organismenes form under embryonal utvikling (morfogenese), samt i å opprettholde strukturen av vev både i embryonetappen og i voksenlivet.

Molekylær representasjon av 1 sukker proteinet, E-cadherin (epitel). Tatt og redigert fra: Jawahar Swaminathan og MSD-ansatte ved European Bioinformatics Institute.

Feil i kadheriner er assosiert med utviklingen av forskjellige typer kreft. Mangel på celleadhesjon gjennom cadheriner er en av årsakene til økt mobilitet av tumorceller.

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 enhetscellulære organismer. Disse prosessene inkluderer blant annet hemostase, immunrespons, morfogenese og differensiering.

Disse molekylene er forskjellige i sin struktur, så vel som i sin funksjon, i fire grupper: integriner, selectiner, immunoglobuliner og kadheriner.

Historie

Historien til kadheriner er veldig kort, siden de har vært kjent for veldig lite. Dermed ble det første cadherin 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 celleaggregasjonsanalyser. Alle av dem tilhørte den samme gruppen av molekyler som ble kalt 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 ved forening av et protein og et karbohydrat. De består av mellom 700 (vanligvis 750) og 900 aminosyrer, og de har forskjellige funksjonelle domener, som gjør at de kan samhandle med andre kadherinmolekyler og med kalsiumioner i utgangspunktet.

Funksjonelle domener lar også kadheriner integrere seg i plasmamembranen, så vel som å assosiere med aktincytoskjelettet. Det meste av aminosyrekjeden er lokalisert i den ekstracellulære regionen og er normalt fordelt på fem domener, kalt EC (EC1-EC5).

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

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

typer

Det er mer enn 20 forskjellige typer kadheriner, som klassifiseres på forskjellige måter, avhengig av forfatterne. Noen forfattere anerkjenner for eksempel to grupper eller underfamilier, mens andre kjenner igjen seks. I følge førstnevnte 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 først ble funnet, for eksempel E-cadherin (epitel), N-cadherin (nevral), P-cadherin (morkake), L-cadherin ( lever) og R-cadherin (netthinne). Imidlertid kan disse glykoproteinene finnes i forskjellige vev.

For eksempel kan N-cadherin, i tillegg til å være til stede i nevralt vev, også være lokalisert i vev i testiklene, nyren, leveren og hjertemuskulaturen.

Atypiske eller type II kadheriner

Også kalt ikke-tradisjonell eller ikke-klassisk. De inkluderer desmogleins og desmocholins, som danner veikryss på nivå med intercellulære desmosomer. Det er også protokadherinene, preget av manglende forbindelser til aktincytoskjelettet.

Alle disse cadherinene 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; de er med andre ord til stede i cellemembranen, og krysser den bare fra side til side.

Kadheriner deltar hovedsakelig i foreningen mellom celler som presenterer semilariske fenotypiske egenskaper (homotype eller homofile bindinger). Cellebindingene som er laget av disse molekylene (cadherin-cadherinbindinger) 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 kadherinene.

Egenskaper

Hovedfunksjonen til cadherins er å tillate permanente celleforbindelser over tid, som de spiller en grunnleggende rolle i prosesser som fosterutvikling, morfogenese, differensiering og strukturell vedlikehold av epitelvev i hud og tarm, så vel som aksonformasjon.

Denne funksjonen er delvis regulert av -COOH-terminalen til stede i den intracellulære delen eller domenet til glykoproteinet. Denne terminalen samhandler med molekyler som kalles kateniner, som igjen samvirker med elementer i cellens cytoskjelett.

Andre funksjoner av cadherins inkluderer selektivitet (velge hvilken annen celle som skal bli med) og cellesignalering, etablering av cellepolaritet og regulering av apoptose. Det siste er en mekanisme for celledød kontrollert internt av den samme organismen for å regulere dens utvikling.

Kadheriner og kreft

Feil i kadheriner er involvert i utviklingen av forskjellige typer kreft. Denne funksjonsfeilen kan skyldes endringer i uttrykket av cadheriner og kateniner, samt aktivering av signaler som forhindrer at celler blir sammen.

Ved å svikte cellebindingen av cadherins, gjør dette at tumorceller kan øke deres bevegelighet og frigjøres, og deretter invadere tilstøtende vev gjennom lymfeknuter og blodkar.

E-Cadherina Benigma fra bryst. Mikrografikk av atypisk lobular hyperplasi. Tatt og redigert fra: Nephron.

Når disse cellene når målorganene, invaderer de og spres, og får invasive og metastatiske tegn. De fleste av studiene som har relatert cadheriner til kreftfremkallende vekstprosesser har fokusert på E-cadherin.

Denne typen cadherin er blant annet involvert i kreft i tykktarm, mage, bryst, eggstokk og lunger. Dette er imidlertid ikke det eneste kadherinet som er knyttet til kreft. N-cadherin spiller for eksempel en rolle i pleural mesotheliomas og rhabdomyosarcomas.

referanser

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