KADHERIINIT: RAKENNE, OMINAISUUDET JA TOIMINNOT - BIOLOGIA - 2026

Kadheriinin ovat transmembraanisen glykoproteiinit riippuvaisia kalsiumista ja ylläpidosta vastaa yhteyden solut, jotka eheys säilyy kudosten eläimillä. On yli 20 erityyppistä kadheriinia, joissa kaikissa on noin 750 aminohappoa ja jotka ovat spesifisiä erityyppisille soluille.

Kadheriinien aikaansaamat solusidokset ovat stabiileja ajan myötä. Tästä syystä näillä molekyyleillä on tärkeä rooli organismin muodon kehityksessä alkion kehityksen aikana (morfogeneesi), samoin kuin kudosten rakenteen ylläpitämisessä sekä alkion vaiheessa että aikuiselämässä.

1suh-proteiinin, E-kadheriinin (epiteelin) molekyyliesitys. Kuvannut ja toimittanut: Jawahar Swaminathan ja MSD: n henkilökunta Euroopan bioinformatiikan instituutissa.

Kadheriinien toimintahäiriöt liittyvät erityyppisten syöpien kehittymiseen. Kadheriinien kautta tapahtuvan soluadheesion puute on yksi syy kasvainsolujen lisääntyneeseen liikkuvuuteen.

Solun tarttuvuusmolekyylit

Monisoluisissa organismeissa solujen täytyy yhdistyä osallistuakseen monenlaisiin biologisiin prosesseihin, jotka mahdollistavat niiden eheyden ylläpitämisen, ja siten erottautumaan koloniaalisista yksisoluisista organismeista. Nämä prosessit sisältävät muun muassa hemostaasin, immuunivasteen, morfogeneesin ja erilaistumisen.

Nämä molekyylit eroavat rakenteeltaan ja toiminnaltaan neljään ryhmään: integriinit, selektiinit, immunoglobuliinit ja kadheriinit.

Historia

Kadheriinien historia on hyvin lyhyt, koska niistä on tunnettu vähän. Siten ensimmäinen kadheriini löydettiin hiiren kudosten soluista vuonna 1977. Tutkijat kutsuivat tätä molekyyliä uvomoruliiniksi.

1980-luvulla löydettiin monien muiden kadheriinimolekyylien kudoksia eri lajeista. Nämä kadheriinit löydettiin kalsiumista riippuvaisista solujen aggregaatiomäärityksistä. Kaikki ne kuuluivat samaan molekyyliryhmään, jota kutsuttiin klassisiksi kadheriineiksi.

Viime vuosina ja molekyylibiologian edistyksen ansiosta tutkijat ovat onnistuneet tunnistamaan toisen tärkeän määrän kadheriineja, joista osa on niiden spesifinen tehtävä tuntematon ja joilla voi olla muita tehtäviä kuin solujen tarttuminen.

Rakenne

Kadheriinit ovat glykoproteiineja, ts. Molekyylejä, jotka muodostuvat yhdistämällä proteiini ja hiilihydraatti. Ne koostuvat 700 (yleensä 750) - 900 aminohaposta, ja niillä on erilaiset funktionaaliset domeenit, jotka antavat sille mahdollisuuden olla vuorovaikutuksessa muiden kadheriinimolekyylien ja kalsiumionien kanssa.

Funktionaaliset domeenit myös mahdollistavat kadheriinien integroitumisen plasmamembraaniin, samoin kuin assosioitumisen aktiinin sytoskeletoniin. Suurin osa aminohappoketjusta sijaitsee solunulkoisella alueella ja on yleensä eriytetty viiteen domeeniin, nimeltään EC (EC1-EC5).

Jokaisessa näistä domeeneista on noin 100 aminohappoa, joissa on yksi tai kaksi kalsiumia sitovaa kohtaa. Kalvon läpäisevä alue sijaitsee solun ulko- ja sisäosan välissä ja ylittää kalvon vain kerran.

Toisaalta solun sisällä löytynyt kadheriinien osuus on erittäin konservatiivinen ja koostuu 150 aminohaposta. Tämä domeeni sitoutuu aktiini-sytoskeletoniin sytosolisten proteiinien, nimeltään kateniinien, avulla.

Tyypit

Kadheriineja on yli 20 eri tyyppiä, jotka luokitellaan eri tavoin tekijöistä riippuen. Joten esimerkiksi jotkut kirjoittajat tunnistavat kaksi ryhmää tai alaryhmää, kun taas toiset tunnistavat kuusi. Entisen mukaan kadheriinit voidaan jakaa:

Klassiset kadheriinit tai tyyppi I

Kutsutaan myös perinteisiksi kadheriineiksi. Tähän ryhmään kuuluvat kadheriinit, jotka on nimetty kudoksen mukaan, josta ne ensin löydettiin, kuten E-kadheriini (epiteeli), N-kadheriini (hermo), P-kadheriini (istukka), L-kadheriini (maksa) ja R-kadheriini (verkkokalvo). Näitä glykoproteiineja voi kuitenkin löytää eri kudoksista.

Esimerkiksi, N-kadheriini, sen lisäksi, että se on läsnä hermokudoksessa, voi sijaita myös kivesten, munuaisten, maksan ja sydämen lihaksissa.

Epätyypilliset tai tyypin II kadheriinit

Kutsutaan myös ei-perinteiseksi tai ei-klassiseksi. Ne sisältävät desmogleiinit ja desmokoliinit, jotka muodostavat liittymiä solujen välisten desmosomien tasolla. On myös protokadheriineja, joille on tunnusomaista, että niillä ei ole yhteyksiä aktiinin sytoskeletoniin.

Jotkut kirjoittajat ovat erottaneet kaikki nämä kadheriinit muista ei-perinteisistä kolmeen riippumattomaan ryhmään. Muihin epätyypillisiin kadheriineihin kuuluvat T-kadheriini, josta puuttuvat kalvon läpäisevät ja sytoplasmiset domeenit, ja E-kadheriinin variantti, jota löytyy solun ulkopuolelta ja jota kutsutaan Evar-kadheriiniksi.

ominaisuudet

Ne ovat kalsiumista riippuvaisia ​​glykoproteiineja, joita löytyy melkein yksinomaan eläinkudoksista. Suurin osa niistä on yksipitkäinen kalvo; ts. ne ovat läsnä solukalvossa, ylittäen sen vain yhdeltä puolelta toiselle.

Kadheriinit osallistuvat pääasiassa solujen väliseen yhdistymiseen, joilla on seminaarisia fenotyyppisiä ominaisuuksia (homotyyppiset tai homofiiliset sidokset). Näiden molekyylien muodostamat solusidokset (kadheriini-kadheriinisidokset) ovat noin 200 kertaa vahvempia kuin muut proteiini-proteiini-sidokset.

Perinteisissä kadheriineissa sytoplasminen domeeni on erittäin konservatiivinen. Tämä tarkoittaa, että sen koostumus on samanlainen eri kadheriineissa.

ominaisuudet

Kadheriinien päätehtävänä on sallia pysyvät soluyhteydet ajan myötä, minkä vuoksi niillä on perustavanlaatuinen rooli sellaisissa prosesseissa kuin alkion kehitys, morfogeneesi, erilaistuminen ja epiteelikudosten rakenteellinen ylläpito iholla ja suolistossa sekä aksonien muodostuminen.

Tätä toimintoa säätelee osittain glykoproteiinin solunsisäisessä osassa tai domeenissa oleva -COOH-pääte. Tämä terminaali on vuorovaikutuksessa kateniinien kanssa kutsuttujen molekyylien kanssa, jotka vuorovaikutuksessa vuorovaikutuksessa ovat solun sytoskeleton elementtien kanssa.

Kadheriinien muita toimintoja ovat selektiivisyys (minkä toisen solun valitseminen liittyä) ja solusignalointi, solun polaarisuuden määrittäminen ja apoptoosin säätely. Jälkimmäinen on solukuoleman mekanismi, jota sama organismi hallitsee sisäisesti sen kehityksen säätelemiseksi.

Kadheriinit ja syöpä

Kadheriinien toimintahäiriöt liittyvät erityyppisten syöpien kehitykseen. Tämä toimintahäiriö voi johtua muutoksista kadheriinien ja kateeniinien ilmentymisessä, samoin kuin signaalien aktivoitumisesta, jotka estävät soluja liittymästä.

Jos kadheriinien solujen kiinnittyminen epäonnistuu, tämä antaa kasvainsoluille mahdollisuuden lisätä niiden liikkuvuutta ja vapautua, sitten tunkeutua viereisiin kudoksiin imusolmukkeiden ja verisuonten kautta.

E-Cadherina Benigma rinnasta. Mikrokuva epätyypillisestä lobulaarisesta hyperplasiasta. Kuvannut ja muokannut: Nephron.

Kun nämä solut saavuttavat kohdeelimet, ne hyökkäävät ja lisääntyvät, saaden invasiivisia ja metastaattisia merkkejä. Suurin osa tutkimuksista, joissa kadheriinit ovat liittyneet syöpää aiheuttaviin kasvuprosesseihin, ovat keskittyneet E-kadheriiniin.

Tämän tyyppinen kadheriini on mukana muun muassa paksusuolen, vatsa-, rinta-, munasarja- ja keuhkosyövässä. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa syöpää aiheuttava kadheriini. Esimerkiksi N-kadheriinilla on rooli keuhkopussin mesotelioomassa ja rabdomyosarkoomassa.

Viitteet

1. Kadheriinin. Wikipediassa. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org
2. D. Leckband & A. Prakasam (2006). Kadheriinin tarttumisen mekanismi ja dynamiikka. Biolääketieteen tekniikan vuosikatsaus.
3. F. Nolletl, P. Kools P ja F. Van Roy (2000). Cadherin-superperheen fylogeneettinen analyysi mahdollistaa kuuden suuren alaryhmän tunnistamisen useiden yksinäisten jäsenten vieressä. Journal of Molecular Biology.
4. J. Günther ja E. Pedernera-Astegiano (2011). E-kadheriini: avaintekijä neoplastisessa muutoksessa. Journal of Evidence and Clinical Research.
5. L. Petruzzelli, M. Takami ja D. Humes (1999). Solun tarttuvuusmolekyylien rakenne ja toiminta. American Journal of Medicine.
6. U. Cavallaro ja G. Christofori (2004). Kadheriinien ja Ig-CAM: ien soluadheesio ja signalointi syöpään. Luonto arvostelut syöpä.