Mitä ovat kaderiinit?

Kadheriinit ovat ryhmä proteiineja, jotka auttavat soluja pysymään yhdessä. Ne ovat pääkomponentteja tietyntyyppisissä solujen välisissä liitoskohdissa. Nämä yhteydet auttavat määrittelemään, miten solu integroituu rakenteeseen, kuten ihokerrokseen tai elimeen. Liitoksissa solujen pinnoilla olevat kadheriinimolekyylit koukistuvat toisiinsa kuin pienet tarranauhat.

Kadheriinien välittämällä solujen välisellä adheesiolla on tärkeä rooli kudosten erilaistumisessa, sillä se pitää kudokset kasassa niiden muodostuessa alkionkehityksen aikana. Kadheriinien toiminnan menetys on yhdistetty myös syöpään, ja jotkut tutkijat tutkivat kadheriineja lääkekohteina.

Kadheriinien rakenne

Kadheriinit on nimetty kalsiumriippuvaisen adheesion mukaan. Kadheriinimolekyylin ulkoinen domeeni – se osa, joka on solun ulkopuolella – koostuu monista saman proteiiniketjun toistoista. Jokaisessa toistossa on tilaa kalsiumin sitomiselle. Kalsium tekee ketjusta jäykän, mikä auttaa sitä liittymään toisen solun ketjuun.

Solunulkoisen (solun ulkopuolella olevan) osan lisäksi kadheriineilla on myös osa, joka tunkeutuu kalvon läpi, ja osa, joka on solun sisällä. Kadheriinien sisäiset osat muodostavat kompleksin solun sisällä.

Kadheriinien tyypit

Selkärankaisilla on noin sata kadheriinityyppiä, ja ne jakautuvat neljään ryhmään.

1. Klassisia kadheriineja ovat E-kadheriini, N-kadheriini, P-kadheriini ja N-kadheriini 2. Niillä kaikilla on samankaltainen rakenne, jossa on viisi solunulkoista kadheriinin toistoa, transmembraanidomeeni ja solunsisäinen domeeni. Klassisten kaderiinien välityksellä tapahtuva adheesio osallistuu joihinkin merkittäviin solusignaalireitteihin, kuten Wnt-, Hedgehog-, Ras- ja RhoGTPase-signalointiin. Kadheriineilla on siis kriittinen rooli monissa biologisissa prosesseissa.

1. Desmoglein ja desmokollin ovat desmosomaalisia kadheriineja. Ne ovat tärkeitä desmosomiksi kutsutun soluliitostyypin muodostamisessa.

1. Protokadheriinit ovat suuri ryhmä kadheriinimolekyylejä, joita esiintyy monissa lajeissa ja joiden ajatellaan olevan sukua esi-isäkadheriinille. Niiden solunulkoisissa domeeneissa on yli viisi toistuvaa kadheriinimotiivia, mikä erottaa ne klassisista kadheriineista. Myös protokadheriinien solunsisäiset domeenit eroavat klassisista serkuistaan. Ne ovat hyvin vaihtelevia, ja niillä on erilaisia tehtäviä hermostossa, kuten hermosolujen erilaistuminen ja synapsien muodostaminen.

1. Epäkonventionaaliset kadheriinit ovat suuri joukko kadheriineja, joita ei muuten voida luokitella edellisiin kolmeen ryhmään. Niihin kuuluvat VE-kadheriini, R-kadheriini ja monet muut.

Soluliitokset tukeutuvat kadheriineihin

Kahdentyyppisiä soluliitoksia tukeutuu kadheriineihin. Aherens-liitoksissa on kaistale kadheriinimolekyylejä, jotka yhdistävät epiteelisolujen kalvoja. Epiteeli on ohut kudos, joka muodostaa kerroksia kehon onttoihin rakenteisiin, kuten suolistoon. Myös desmosomit tukeutuvat kadheriineihin. Desmosomi on solukalvon sisällä oleva rakenne. Se käyttää kadheriinejä, desmogleiinia ja desmokolliinia tunkeutuakseen kalvon läpi ja muodostaakseen toisiinsa lukittuvan verkoston, joka sitoo soluja yhteen.

Selkärankaisilla selkärankaisilla kadheriinit pitävät useimmat epiteelilevyt yhdessä. Tällaisia ovat esimerkiksi ohutsuolen tai munuaistiehyiden limakalvot. Monoklonaalisia vasta-aineita on käytetty kadheriinien poistamiseen viljellyistä epiteelisoluista, ja kyseiset solut hajoavat. Myös kalsiumin poistaminen väliaineesta estää soluliitoksia muodostumasta kunnolla.

Kadheriinien rooli syövässä

E-kadheriinilla, joka kuuluu kadheriiniperheeseen, on erittäin tärkeä rooli epiteelin järjestäytymisessä. Useimmat syövät syntyvät epiteelikudoksesta, ja näissä syövissä E-kadheriinin välittämä solujen adheesio katoaa samalla, kun kasvain etenee kohti pahanlaatuisuutta. Joissakin tutkimuksissa on keskitytty E-kadheriinin toiminnan palauttamiseen epiteelissä syövän hoitomekanismina.

Solujen järjestäytyminen

Kadheriinit ovat tärkeitä myös muilla solujen järjestäytymisen osa-alueilla, kuten rajojen muodostumisessa, solujen koordinoiduissa liikkeissä sekä solujen ja kudosten rakenteellisen ja toiminnallisen polariteetin ylläpitämisessä. Sen lisäksi, että E-kadheriinilla on rooli epiteelin muodostumisessa, N-kadheriinilla on merkitystä hermokudoksessa ja lihaksissa, R-kadheriinilla aivo- ja luukudoksessa, P-kadheriinilla ihossa ja VE-kadheriinilla on merkitystä myös epiteelissä.

Lisälukemista

• Kaikki kaderiinisisällöt
• Kadheriinityypit ja rooli solun ja solun välisessä adheesiossa