CADHERINE: FELÉPÍTÉS, JELLEMZŐK ÉS FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

A kadherinek transzmembrán glikoproteinek függő kalcium és felelősek az állatok szöveteinek integritását fenntartó sejtek közötti kapcsolat fenntartásáért. Több mint 20 különféle típusú cadherin létezik, mindegyik körülbelül 750 aminosavat tartalmaz, és amelyek a különféle sejttípusokra specifikusak.

A cadherinek által elért sejtkötések az idő múlásával stabilak. Ezért ezek a molekulák fontos szerepet játszanak a szervezet alakjának kialakulásában az embrionális fejlődés során (morfogenezis), valamint a szövetek szerkezetének fenntartásában mind az embrionális szakaszban, mind a felnőttkorban.

Az 1suh fehérje, az E-cadherin (epiteliális) molekuláris ábrázolása. Készítette és szerkesztette: Jawahar Swaminathan és az MSD munkatársai az Európai Bioinformatikai Intézetben.

A kadherinek hibás működése különféle típusú rák kialakulásával jár. A tumorsejtek megnövekedett mozgékonyságának egyik oka a kadherinek révén történő sejtadhézió hiánya.

Sejtadhéziós molekulák

A többsejtű organizmusokban a sejteknek egyesülniük kell ahhoz, hogy részt vegyenek a biológiai folyamatok nagy változatosságában, amelyek lehetővé teszik integritásuk megőrzését, ezáltal megkülönböztetve magukat a koloniális egysejtű szervezetektől. Ezek a folyamatok magukban foglalják többek között a hemosztázt, az immunválaszt, a morfogenezist és a differenciálódást.

Ezek a molekulák szerkezetükben és funkciójukban négy csoportra oszthatók: integrinek, szelektinek, immunoglobulinok és kadherinek.

Történelem

A kadherinek története nagyon rövid, mivel ezekről alig ismertek. Így az első kadherint 1977-ben fedezték fel az egér szöveteinek sejtjeiben. A tudósok ezt a molekulát uvomorulinnak nevezték.

Az 1980-as években sok más cadherin molekulát fedeztek fel különféle fajok szöveteiben. Ezeket a kadherineket a kalcium-függő sejt-aggregációs vizsgálatokban találták meg. Mindegyik ugyanabba a molekulacsoportba tartozik, amelyet klasszikus kadherineknek hívnak.

Az utóbbi években, és a molekuláris biológia fejlődésének köszönhetően, a tudósoknak sikerült azonosítaniuk még egy fontos számú kadherint, amelyeknek némelyikének specifikus funkciója ismeretlen, és amelyeknek a sejtadhézión kívül más funkciói is lehetnek.

Szerkezet

A kadherinek glikoproteinek, azaz a fehérjék és a szénhidrátok asszociációjával képződött molekulák. 700 (900) és 900 aminosavból állnak, és eltérő funkcionális doménjeik vannak, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy kölcsönhatásba lépjenek más cadherin molekulákkal és kalciumionokkal.

A funkcionális domének lehetővé teszik a kadherinek integrálódását a plazmamembránba, valamint asszociálódni az aktin citoszkeletonnal. Az aminosavlánc nagy része az extracelluláris régióban helyezkedik el, és általában öt doménre különbözik, az úgynevezett EC (EC1-EC5).

Ezen domének mindegyike megközelítőleg 100 aminosavat tartalmaz, egy vagy két kalcium-kötő helyvel. A transzmembrán régió a sejt külső és belső része között helyezkedik el, és csak egyszer keresztezi a membránt.

Másrészt a sejtben található cadherinek része nagyon konzervatív és 150 aminosavból áll. Ez a domén az aktin citoszkeletonhoz kötődik catenineknek nevezett citoszolos fehérjék révén.

típusai

Több mint 20 különféle típusú cadherin létezik, amelyeket a szerzőktől függően különböző módon osztályoznak. Így például néhány szerző felismer két csoportot vagy alcsaládot, mások pedig hatot. Az előbbi szerint a cadherineket fel lehet osztani:

Klasszikus Cadherine vagy I. típusú

Hagyományos cadherineknek is hívják. Ebbe a csoportba tartoznak azok a kadherinek, amelyeket az első találásuk szerinti szövetek szerint nevezték el, mint például az E-kadherin (hám), N-kadherin (ideg), P-kadherin (placentális), L-kadherin (máj) és R-cadherin (retina). Ezek a glikoproteinek megtalálhatók a különféle szövetekben.

Például, az N-cadherin a neurális szövetben való jelenléte mellett a herék, a vese, a máj és a szívizomzat szövetében is megtalálható.

Nem atipikus vagy II. Típusú kadherinek

Nem hagyományosnak vagy nem klasszikusnak is nevezik. Ide tartoznak a deszmogleinek és a democholinok, amelyek az intercelluláris desmoszómák szintjén csomópontokat képeznek. Vannak még a protocadherinek is, amelyeknek hiányzik a kapcsolat az aktin citoszkeletonnal.

Ezeket a kadherineket egyes szerzők elválasztják a többi, nem hagyományostól, három független csoportba. A többi atipikus kadherin közé tartozik a T-kadherin, amelyben nincs transzmembrán és citoplazmatikus domén, valamint az E-kadherin egy változata, amelyet a sejtön kívül találunk, és Evar-kadherinnek hívjuk.

jellemzők

Ezek kalcium-függő glikoproteinek, amelyek szinte kizárólag az állati szövetekben találhatók. Legtöbbjük egyoldalas transzmembrán; más szóval jelen vannak a sejtmembránban, csak egyszer keresztezik azt oldalról a másikra.

A kadherinek elsősorban a sejtek közötti unióban vesznek részt, amelyek szemilaris fenotípusos jellemzőket mutatnak (homotípusos vagy homofil kötések). Az ezen molekulák által létrehozott sejtkötések (cadherin-cadherin kötések) mintegy 200-szor erősebbek, mint a többi protein-protein kötés.

A hagyományos kadherinekben a citoplazmatikus domén nagyon konzervatív. Ez azt jelenti, hogy összetétele hasonló a különféle kadherinekben.

Jellemzők

A cadherinek fő funkciója az, hogy idővel állandó sejtcsomópontokat tegyenek lehetővé, amelyekben alapvető szerepet játszanak olyan folyamatokban, mint az embrionális fejlődés, a morfogenezis, a differenciálódás és a hámszövetek szerkezeti fenntartása a bőrben és a bélben, valamint a axonképződés.

Ezt a funkciót részben a -COOH terminál szabályozza, amely a glikoprotein intracelluláris részében vagy doménjében található. Ez a terminál kölcsönhatásba lép catenineknek nevezett molekulákkal, amelyek viszont kölcsönhatásba lépnek a sejt citoszkeletonjának elemeivel.

A kadherinek egyéb funkciói közé tartozik a szelektivitás (melyik másik sejt kiválasztása csatlakozik) és a sejtjelzés, a sejt polaritásának megállapítása és az apoptózis szabályozása. Ez utóbbi a sejthalál mechanizmusa, amelyet ugyanaz a szervezet belsőleg irányít a fejlődés szabályozására.

Kadherinek és rák

A kadherinek hibás működése különféle típusú rákok kialakulásában rejlik. Ez a működési zavar a kadherinek és cateninek expressziójában bekövetkezett változásoknak, valamint a jelek aktiválásának, amelyek megakadályozzák a sejtek csatlakozását.

A kadherinek sejtcsatlakozásának meghiúsulásával ez lehetővé teszi a tumorsejtek számára, hogy növeljék mozgékonyságukat és felszabaduljanak, majd a nyirokcsomók és az erek révén megtámadják a szomszédos szöveteket.

E-Cadherina Benigma a mellből. Az atipikus lobularis hiperplázia mikrográfia. Felvétel és szerkesztés: Nephron.

Amikor ezek a sejtek elérték a célszerveket, betörnek és szaporodnak, és invazív és áttétes karaktereket kapnak. A legtöbb olyan vizsgálat, amely a cadherineket a karcinogén növekedési folyamatokhoz köti, az E-cadherinre összpontosított.

Az ilyen típusú kadherin többek között vastagbél-, gyomor-, emlő-, petefészek- és tüdőrákban is részt vesz. Ez azonban nem az egyetlen, a rákhoz kapcsolódó kadherin. Az N-cadherin szerepet játszik például a pleurális mezoteliómákban és a rabdomioszarkómákban.

Irodalom

1. Cadherint. A Wikipedia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
2. D. Leckband és A. Prakasam (2006). A cadherin tapadás mechanizmusa és dinamikája. Az orvosbiológia éves áttekintése.
3. F. Nolletl, P. Kools P. és F. Van Roy (2000). A Cadherin szupercsalád filogenetikai elemzése lehetővé teszi hat fő alcsalád azonosítását több magányos tag mellett. Journal of Molecular Biology.
4. Günther J. és Pedernera-Astegiano (2011). E-cadherin: a neoplasztikus transzformáció kulcseleme. Journal of Evidence and Clinical Research.
5. Petruzzelli L., Takami M. és Humes D. (1999). A sejtadhéziós molekulák felépítése és működése. American Journal of Medicine.
6. U. Cavallaro és Christofori G. (2004). Sejtek adhéziója és jelátadása cadherinek és Ig-CAM-k által rákban. A természet véleménye a rákról.